SU1710973A1 - Теплообменник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике кондиционировани  воздуха, а именно к устройствам тепловой обработки воз- /духа. Цель изобретени  - повышение эф- фективности теплообмена. Теплообменник включает вертикальный пучок тёплообменных труб 1., закрепленных в отверсти х трубных решеток 4 и 5, крышки 6 с патрубками 7 и 6 подвода„и отвода трубной среды и боковые щитки 9, образующие с решетками входное и выходное окна дл  межтрубной среды, т.е. воздушного потока. Все отверсти  в верхней трубной решетке 4 выполнены одинаково смещенными-относительно соответствующих отверстий- нижней решетки 5 в сторону выходного окна по линии, перпендикул рной плоскости последнего. Такое смещение обеспечивает наклон теплопередающих трубок относительно набегающего потока воздуха . Теплоноситель, проход  через теплообменник, нагревает поверхность, теплообменных труб 1, Обрабатываемый воздух нагреваетс  в теплообменнике путем контакта с нагретой поверхно--. стью труб 1.4 ил . | . . - S (Л с со СО Is

Description

з -17

Изобретение относитс  к технике кондиционировани  воздуха,.а именно к устройствам тепловой обработки воз- ДУха.

Известен теплообменник, имеющий несколько ходов по теплоносителю.

Недостатком этого теплообменника  вл етс  затрудненное прохождение через него теплоносител  (пара), так как образующийс  конденсат плоха прот двигаетс  по теплообменным трубкам, особенно в местах поворота на противоположное , направление.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  теплообменник, имеющий один ход по теплоносителю (пару), облегчающий отвод конденсата.

Однако вследствие вертикального расположени  теплопередающих, трубок и симметричного распределени  конденсата по всему периметру уменьшаетс  эффективность теплообмена, так как при поперечном обтекании трубки интенсивность теплоотдачи со стороны воздушного потока по периметру трубки неодинакова: наибольша  - на лобовой; поверхности трубки и наименьша  - на теневой ее стороне.

С внутренней стороны трубки тепловое сопротивление теплоотдаче со сто роны пара обусловлено толщиной пленки конденсата. Поскольку в указанном -теплообменнике теплопередающие трубки расположены вертикально, то жидкость (конденсат) распредел етс  равномерно по периметру трубки, образу  пленку примерно одинаковой величины. Таким образом, на участке набегани  воздушного потока на трубку теплоотдача повышена со стороны воздушного потока, но понижена со стороны теплоносител  (пара) Vts-за наличи  пленки конденсата достаточно большой толщины, что приводит к снижению эффективности теплообмена теплообменни- , ка. : . Таким образом, данный теплообменник имеет недостаточно высокую эффективность теплообмена.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности теплообмена. В теплообменнике, содержащем вертикальный пучок теплообменных труб, закрепленных в отверсти х трубных решеток , крышки с патрубками подвода и отвода трубной среды и боковые щитки, образующие с решетками входное и выходное окна дл  межтрубной среды,

3d

все отверсти  под трубы в верхней трубной решетке выполнены одинаково смещенными относительно соответству- ющих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по лини м, перпен- дикул рным плоскости последнего.

На фиг. 1 представлен теплообменник , общий вид; на фйК 2 и 3 сечени  А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно; на фиг. - сечение В-В на фиг. 1. .

Теплообменник содержит (фиг. 1) вертикальный пучок теплообменных труб 1,. закрепленных в отверсти х 2 и 3, трубных решеток Ь и 5, крышки.6 с патрубками подвода 7 и отвода 8 трубной среды, и боковые щитки 9, образующие с решетками входное и выходное окна дл  межтрубной среды, т.е. воздушного потока. Все отверсти  2 (фиг. 2 и 3) в верхней трубной решетке 4 выпол-. нены одинаково смещенными относительно соответствующих отверстий 3 ниж- ней решетки 5 в сторону выходного окна по линий, перпендикул рной плоскот сти последнего. Такое смещение обеспечивает наклон теплоперб-дающих тру- бок . 1 относительно набегающего по- тока воздуха (фиг. 3).

Теплообменник работает следующим образом.

Теплоноситель пар поступает в теплообменник через входной патрубок 7 (фиг. 1):, в коллектор, образуемый од- ной из крышек 6 и верхней трубной решеткой k, распредел етс  параллельно по всем теплопередающим трубкам 1 . проходит по всей их длине, собирает- с  в нижнем коллекторе, образуемом нижней трубной доской 5 и другой4 крышкой 6: Далее через патрубок 8 теплоноситель покидает теплообменник.

Необработанный воздух поступает (фиг. 1) JBO входное окно дл  межтруб

ной среды, омывает наружную поверх- -.. ность теплообменных труб Т и через выходное окно покидает теплообменник.

При прохождении теплоносител  через теплообменник поверхность тепло- ( обменных трубок t нагреваетс , а его температура понижаетс . Обрабатываемый воздух нагреваетс  в теплообменнике путем контакта- с нагретой поверх- ностью трубок 1.При движении пара по высоте трубок 1 происход т его охлаждение и конденсаци . Под действием силы т жести

конденсат стекает вниз по внутрент ним стенкам указанных трубок..

Смещение отверстий 2 на верхней трубной решетке k относительно- соответствующих отверстий 3 на нижней трубной решетке $ (фиг. 2 и 3) приводит к тому, что теплопередающие трубки 1 направлены под углом к вертикали , причем их верхние отклонены по ходу набегающего потока воздуха, а нижние - в противополож ном направлении, т.е. навстречу потоку воздуха. При таком наклоне тёп лопередающих трубок 1 движущийс  вни конденсат стекает (в основном) по тыльной по отношению к набегающему потоку воздуха стороне их внутренней поверхности.

Таким образом$ -интенсивна  теплоотдача на лобовой поверхности, тепло- передающих трубок 1 со стороны по тока воздуха сочетаетс  с интенсивно теплоотдачей со стороны пара с внутт ренней стороны трубок, освобожденной от стекающего кбнденсатз что обусловливает повьйиение эффективности теп- j|рсюбмена теплообменника. ;

При этом сохран ютс  его компоновочные возможности: сам теплообменник устанавливаетс  вертикально, не наруша  общую монтажную линию например, системы, в которой он установлен .

i Таким образом, по сравнению с известным устройством, улучшаютс  экс- плуатационные характеристики теплообмена в предлагаемом устройстве.

Ф о р мула и з о б р е т е н и   Теплообменник, содержащий вертикальный пучок теплообменных труб

закрепленных в отверсти х трубных решеток , крышки с патрубками подвода и от вода т рубной среды и боковые щит- кй,. образующие с решетками входное и

выходное окна дл  межтрубной среды, от л и ч а ю 14 и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности теплообмена , все отверсти  под трубы в верхней трубной решетке выполнены одимаково смещенными относительно соответствующих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по лини м, перпендикул рным плоскости последнего.

оофоооо

О О О О О OG

о о о о о о о

т/

ооооо оо OQOOOOG о о о о о о о

.2

б-б

оо оо OOOOG о о о о

Фа-г.З

ftOffiOft

6o9foX

Фаг.Ч

Claims (5)

1. Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха,.а именно к устройствам тепловой обработки возДУ*а·_

   Известен теплообменник, имеющий несколько ходов по теплоносителю.

   Недостатком этого теплообменника является затрудненное прохождение через него теплоносителя (пара), так как образующийся конденсат плохо про·: двигается по теплообменным трубкам, особенно в местах поворота на противоположное, направление.

   Наиболее близким к предлагаемому является теплообменник, имеющий один ход по теплоносителю (пару), облегчающий отвод конденсата.

   Однако вследствие вертикального расположения теплопередающих.трубок . и симметричного распределения конденсата по всему периметру уменьшается эффективность теплообмена, так как при поперечном обтекании трубки интенсивность теплоотдачи со стороны воз- 25 душного потока по периметру трубки неодинакова: наибольшая - на лобовой, поверхности трубки и наименьшая - на теневой ее стороне.

   С внутренней стороны трубки тепловое сопротивление теплоотдаче со стороны пара обусловлено толщиной пленки конденсата. Поскольку в указанном теплообменнике теплопередающие трубки расположены вертикально, то жидкость (конденсат) распределяется равномерно по периметру трубки, Образуя пленку примерно одинаковой величины. Таким образом, на участке набегания воздушного потока на трубку теплоотдача повышена со стороны воздушного потока, но понижена со стороны теплоносителя (пара) йз-за наличия пленки конденсата достаточно большой толщины, что приводит к снижению эффективности теплообмена теплообменни,ка. ¹ ! Таким образом, данный теплообменник имеет недостаточно высокую эффективность теплообмена.

   Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена.

   В теплообменнике, содержащем вертикальный пучок теплообменных труб, закрепленных в отверстиях трубных решеток, крышки с патрубками подвода и отвода трубной среды и боковые щитки, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды,35 все отверстия под трубы в верхней трубной решетке выполнены одинаково смещенными относительно соответству5 ющих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по линиям, перпендикулярным плоскости последнего.

   На фиг. 1 представлен теплообменник, общий вид; на фиг)
2. 2 и
3. 3 сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно; на фиг.
4. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

   Теплообменник содержит (фиг. 1) вертикальный пучок теплообменных труб 1, закрепленных в отверстиях 2 и 3, трубных решеток 4 и 5, крышки-6 с патрубками подвода 7 и отвода 8 трубной среды, и боковые щитки 9, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды, т.е. воздушного потока. Все отверстия 2 (фиг. 2 и 3) в верхней трубной решетке 4 выпол-. йены одинаково смещенными относительно соответствующих отверстий 3 нижней решетки 5 в сторону выходного окна по линий, перпендикулярной плоско-: сти последнего. Такое смещение обеспечивает наклон теплопере.дающих тру. бок . 1 относительно набегающего потока воздуха (фиг. 3).

   Теплообменник работает следующим образом.

   Теплоноситель пар поступает в теплообменник через Входной патрубок 7 (фиг. 1), в коллектор, образуемый одной ид крышек би верхней трубной решеткой 4, распределяется параллельно по всем теплопередающим трубкам 1j проходит по всей их длине, собирается в нижнем коллекторе, образуемом нижней трубной доской 5 и другой' крышкой 6; Далее через патрубок 8 теплоноситель покидает теплообменник.

   Необработанный воздух поступает 45_(Ф^ИГ· 1) .во входное окно для межтрубной среды, омывает наружную поверх— ·* .ность теплообменных труб 1 и через выходное окно покидает теплообменник.'

   При прохождении теплоносителя через теплообменник поверхность тепло- ₍ обменных трубок 1 нагревается, а его температура понижается. Обрабатываемый воздух нагревается в теплообменнике путем контакта·с нагретой поверх* . ностью трубок 1.·

   При движении пара по высоте трубок 1 происходят его охлаждение и конденсация. Под действием силы тяжести
5. 5 . I7IO973 6 конденсат стекает вниз по внутрент ним стенкам указанных трубо^.

   Смещение отверстий 2 на верхней трубной решетке 4 относительна соот- _ ветствующих отверстий 3 на нижней ⁵ трубной решетке 5 (фиг. 2 и 3) приводит к тому, что теплопередающие трубки 1 направлены под углом к вертикали, причем их верхние концы от- _ί0 клонены по ходу набегающего потока·. воздуха, а нижние - в противоположном направлении, т.е. навстречу потоку воздуха. При таком наклоне теплопередающих трубок 1 движущийся вниз конденсат стекает (в основном) по тыльной по отношению к набегающему потоку воздуха стороне их внутренней поверхности.

   Таким образом} -интенсивная тепло- ₂о отдача на лобовой поверхности, теплопередающих трубок 1 со стороны потока воздуха'сочетается с интенсивной теплоотдачей со стороны пара с внутт ренней стороны трубок, освобожденной 25 от стекающего конденсата, что обусловливает повышение эффе ктивности теплообмена теплообменника.

   При этом сохраняются его компоновочные возможности; сам теплообменник устанавливается вертикально, не нарушая общую монтажную линию, например, системы, в которой он установлен.

   Таким образом, по сравнению с известным устройством, улучшаются эксплуатационные характеристики теплообмена в предлагаемом устройстве.

   Формула из о б р е т е и и я Теплообменник, содержащий вертикальный пучок теплообменных труб, закрепленныхв отверстиях трубных решеток, крышки с патрубками подвода и отвода т рубной среды и боковые щитки, образующие с решетками входное и выходное окна для межтрубной среды, от ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена , все отверстия под трубы в верхней трубной решетке выполнены одинаково смещенными относительно соответствующих отверстий нижней решетки в сторону выходного окна по линиям, . · перпендикулярным плоскости последнего.