UA68683A - Recuperation heat-exchange apparatus - Google Patents

Recuperation heat-exchange apparatus Download PDF

Info

Publication number
UA68683A
UA68683A UA2003098766A UA2003098766A UA68683A UA 68683 A UA68683 A UA 68683A UA 2003098766 A UA2003098766 A UA 2003098766A UA 2003098766 A UA2003098766 A UA 2003098766A UA 68683 A UA68683 A UA 68683A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
pipe
heat
heat exchanger
pipes
heat exchange
Prior art date
Application number
UA2003098766A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Eduard Arestarfovych Bakum
Georgii Kostiantyn Mnatsakanov
Petro Grygorovych Krasnomovets
Dmytro Mykolaiovych Ilinskyi
Original Assignee
Scient Res And Engineering And
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scient Res And Engineering And filed Critical Scient Res And Engineering And
Priority to UA2003098766A priority Critical patent/UA68683A/en
Publication of UA68683A publication Critical patent/UA68683A/en

Links

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Recuperation heat-exchange apparatus "pipe in pipe" comprises an inner and an outer pipes. The outer pipe is made of flexible material, and the end surfaces are sealed with split tightening elements.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Пропонується винахід, що відноситься до енергетики, а конкретно до обладнання для обміну тепловою 2 енергією між різними потоками речовин, які використовуються переважно в холодильній техніці. Це обладнання може бути використане як теплообмінні апарати типу переохолоджувачів, конденсаторів, випарників, охолоджувачів рідини тощо.The proposed invention relates to energy, and specifically to equipment for the exchange of heat 2 energy between different flows of substances, which are used mainly in refrigeration equipment. This equipment can be used as heat exchange devices such as subcoolers, condensers, evaporators, liquid coolers, etc.

Відомі теплообмінні апарати у вигляді секцій, виготовлених з трубного пучка, розміщеного в корпусі з металевої труби більшого діаметра. При незначному тепловому навантаженні секцію виготовляють не з пучка 70 труб, а з однієї труби, тобто як "труба в трубі". Теплообмінники "труба в трубі" виготовляють з окремих секцій, які об'єднують в окремий апарат з необхідною теплообмінною поверхнею, наприклад як у теплообмінному апараті для охолодження мастила |Баренбойм М.И. Усовершенствование конструкции крепления маслоохладителя винтового компрессорного агрегата АН-260. Холодильная техника Мо1, 1992 с.29 - аналогі. 12 Недоліками таких теплообмінних апаратів є складність виготовлення та експлуатації внаслідок труднощів очистки теплообмінної поверхні від забруднення, великі витрати металу на одиницю площі поверхні теплообміну, а також значний гідравлічний опір руху теплоносія, що циркулює у міжтрубному просторі. Останнє обумовлено тим, що секції з'єднують між собою патрубками, в яких потік циркулюючого теплоносія різко змінює напрям руху, а це викликає збільшення гідравлічного опору.Known heat exchange devices in the form of sections made of a tube bundle placed in a body made of a metal pipe of a larger diameter. With a slight thermal load, the section is made not from a bundle of 70 pipes, but from one pipe, that is, as a "pipe in a pipe". Heat exchangers "pipe in a pipe" are made from separate sections, which are combined into a separate device with the necessary heat exchange surface, for example, as in a heat exchange device for cooling lubricant |Barenboim M.I. Improvement of the construction of the oil cooler attachment of the AN-260 screw compressor unit. Refrigeration equipment Mo1, 1992 p. 29 - analogues. 12 The disadvantages of such heat exchange devices are the complexity of manufacturing and operation due to the difficulty of cleaning the heat exchange surface from contamination, high consumption of metal per unit area of the heat exchange surface, as well as significant hydraulic resistance to the movement of the heat carrier circulating in the intertube space. The latter is due to the fact that the sections are connected by nozzles, in which the flow of the circulating coolant sharply changes the direction of movement, and this causes an increase in hydraulic resistance.

Відомі теплообмінні апарати типу "труба в трубі", зварені з металевих труб, концентричне вставлених одна в другу. До кінців труб приварені вхідні та вихідні штуцери для приєднання до відповідних елементів установки, в якій їх використовують, наприклад для охолодження води або іншої рідини. Такі теплообмінники виконують прямими або змійовиковими. (Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г. Малье холодильнье машинь и установки: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. - М. Агропромиздат, 1989 - 672с.: ил. рис.6-23, с.254 - прототипі.Known heat exchangers of the "pipe-in-pipe" type, welded from metal pipes concentrically inserted into each other. Inlet and outlet fittings are welded to the ends of the pipes for connecting to the corresponding elements of the installation in which they are used, for example, for cooling water or another liquid. Such heat exchangers are made direct or coil. (Zelikovsky, I.H., Kaplan, L.G. Small refrigeration machines and installations: Reference book. 3rd ed., revised and updated - M. Agropromizdat, 1989 - 672 p.: illus. fig. 6-23, p. .254 - prototypes.

Змійовикові теплообмінні апарати значно складніші у виготовленні через необхідність виготовлення « змійовика одночасно з двох концентрично встановлених одна в другу труб. Після чого, перед зварювальними роботами, слід очистити їх від наповнювача, який, звичайно, використовують при підготовчих роботах по виготовленню змійовика. Для таких теплообмінних апаратів використовують труби переважно з однієї марки металу, що обумовлено необхідністю спрощення зварювальних робіт, а також забезпеченням однакового о коефіцієнта температурного розширення. сCoil heat exchangers are much more difficult to manufacture due to the need to manufacture a coil at the same time from two concentrically installed one-to-one pipes. After that, before welding, they should be cleaned of the filler, which, of course, is used during the preparatory work for the manufacture of the coil. For such heat exchangers, pipes are mainly made of one brand of metal, which is due to the need to simplify welding work, as well as to ensure the same coefficient of thermal expansion. with

Незважаючи на те, що вони мають значно менший гідравлічний опір руху речовини, що циркулює в міжтрубному просторі, на (5...1095) меншу металоємність в порівнянні з теплообмінними апаратами, описаними в ее, аналогові, вони також складні у виготовленні та експлуатації, потребують великої витрати металу на одиницю со площі поверхні теплообміну, а також мають обмеження по довжині внаслідок того, що зовнішня та внутрішня труби знаходяться в різних температурних умовах, а це спричиняє температурні напруження, що можуть о призвести до руйнування апарата.Despite the fact that they have a much lower hydraulic resistance to the movement of the substance circulating in the intertube space, a (5...1095) lower metal capacity compared to the heat exchangers described in ee, analog, they are also difficult to manufacture and operate. require a large consumption of metal per unit of surface area of the heat exchange, and also have a length limitation due to the fact that the outer and inner pipes are in different temperature conditions, and this causes temperature stresses that can lead to the destruction of the device.

В основу винаходу поставлена задача зменшення металоємності теплообмінника та полегшення експлуатації за рахунок спрощення очистки теплообмінної поверхні від відкладень на ній забруднень різної « природи, наприклад солей жорсткості (накипу), винного каменю і таке інше, а також забезпечення міцності при З 70 великій довжині теплообмінної поверхні апарата. с Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у теплообмінному апараті типу "труба в трубі", якийThe invention is based on the task of reducing the metal capacity of the heat exchanger and facilitating operation by simplifying the cleaning of the heat exchange surface from deposits of impurities of various nature, such as hardness salts (scale), tartar, and the like, as well as ensuring durability at З 70 long length of the heat exchange surface device c The problem is solved due to the fact that in a heat exchanger of the "pipe-in-pipe" type, which

Із» складається з внутрішньої труби, що розміщена в зовнішній трубі більшого діаметра, зовнішню трубу виготовляють із гнучкого матеріалу, а торцеві поверхні ущільнюють роз'ємними ущільнюючими елементами."Iz" consists of an inner pipe placed in an outer pipe of a larger diameter, the outer pipe is made of flexible material, and the end surfaces are sealed with detachable sealing elements.

Запропоноване технічне рішення з переглянутих літературних джерел нам не відоме, дозволяє здобути позитивний ефект у вигляді зменшення металоємності теплообмінного апарата, забезпечення міцності для б апаратів великої довжини та спрощення очистки зовнішнього боку теплообмінної поверхні.The proposed technical solution from the reviewed literary sources is not known to us, it allows to obtain a positive effect in the form of a reduction in the metal capacity of the heat exchange device, ensuring durability for b devices of great length and simplifying the cleaning of the outer side of the heat exchange surface.

Ге | Принципова схема варіантів теплообмінного апарата представлена на фіг.1.Ge | The schematic diagram of variants of the heat exchange device is presented in Fig. 1.

На фіг.1 зображений варіант прямого, на фіг.2-3 - змійовикового теплообмінників, а на фіг.4 та 5 - б варіанти можливого закріплення штуцерів та ущільнення елементів теплообмінного апарата. о 20 Теплообмінник складається з внутрішньої труби 1, виготовленої з матеріалу, що має незначний термічний опір. Таким матеріалом може бути метал, наприклад сталь, алюміній, мідь, титан та інші. До кінців металевої с» труби 1 прикріплюють, наприклад за допомогою зварювання, штуцери 2 будь-якої відомої конструкції, наприклад як зображено на фіг.4. На внутрішню трубу 1 одягають зовнішню трубу 3, виготовлену з гнучкого матеріалу, що має великий термічний опір, наприклад поліетилену, гуми, пластика, тощо. При цьому внутрішній діаметр 29 зовнішньої труби повинен мати розмір більший, ніж найбільший зовнішній діаметр елементів внутрішньої труби в. (це може бути як діаметр самої внутрішньої труби, якщо як штуцери 2 використовують самі торцеві частини труби, або, якщо використовують приварні штуцери, то найбільший діаметр цих штуцерів). Ця вимога необхідна для забезпечення можливості одягнути або зняти зовнішню трубу апарата. Виготовлення зовнішньої труби з гнучкого матеріалу дозволяє легко зібрати апарат, навіть і в тому разі якщо він має вигляд змійовика. На 60 зовнішній трубі розташовані штуцери 4. Закріплення їх виконано одним з відомих способів, наприклад аналогічно штуцеру подачі повітря в автомобільну камеру за допомогою шайби 5 та гайки 6 (фіг.5). Ущільнення міжтрубного простору з торцевих сторін виконують будь-яким відомим способом ущільнення торцевих поверхонь, наприклад за допомогою гумових кілець, які обтискують через зовнішню трубу З хомутами 8.Fig. 1 shows the version of direct, Fig. 2-3 - coil heat exchangers, and Fig. 4 and 5 - options for possible fastening of fittings and sealing elements of the heat exchange apparatus. o 20 The heat exchanger consists of an inner pipe 1, made of a material with a low thermal resistance. Such a material can be metal, for example, steel, aluminum, copper, titanium, and others. Fittings 2 of any known design are attached to the ends of the metal c" pipe 1, for example by welding, for example as shown in Fig.4. An outer pipe 3 made of a flexible material with high thermal resistance, such as polyethylene, rubber, plastic, etc., is placed on the inner pipe 1. At the same time, the inner diameter 29 of the outer pipe must be larger than the largest outer diameter of the elements of the inner pipe. (it can be as the diameter of the innermost pipe, if the very end parts of the pipe are used as fittings 2, or, if welded fittings are used, then the largest diameter of these fittings). This requirement is necessary to ensure the ability to put on or take off the outer tube of the apparatus. The production of the outer pipe from a flexible material makes it easy to assemble the device, even if it has the form of a coil. Fittings 4 are located on the outer pipe 60. They are fixed in one of the known ways, for example, similar to the fitting for air supply to the car chamber with the help of a washer 5 and a nut 6 (Fig. 5). Sealing of the inter-pipe space from the end sides is performed by any known method of sealing end surfaces, for example, with the help of rubber rings that are pressed through the outer pipe with clamps 8.

Теплообмінний апарат працює таким чином. бо Через штуцер 2 внутрішньої металевої труби в апарат подають одну з речовин, наприклад холодильний агент у вигляді рідини або пари. Через штуцер 4 зовнішньої труби подають іншу робочу речовину, зазвичай це може бути вода, або розчини органічних чи неорганічних речовин тощо. Якщо ця речовина знаходиться під великим тиском, зовнішню трубу виконують армованою будь-яким армуючим матеріалом. Ці робочі речовини обмінюються теплом через стінку внутрішньої труби.The heat exchanger works as follows. because One of the substances, for example, refrigerant in the form of liquid or steam, is fed into the device through the fitting 2 of the internal metal pipe. Through the fitting 4 of the external pipe, another working substance is supplied, usually it can be water, or solutions of organic or inorganic substances, etc. If this substance is under high pressure, the outer pipe is reinforced with any reinforcing material. These working substances exchange heat through the wall of the inner tube.

В середині зовнішньої труби можуть бути розташовані декілька внутрішніх труб. Це дещо ускладнить конструкцію торцевих ущільнень теплообмінника, але, при збільшенні внутрішнього діаметра зовнішньої труби, значно зменшить його довжину при фіксованій кількості переданого тепла.Several inner pipes can be located in the middle of the outer pipe. This will somewhat complicate the design of the end seals of the heat exchanger, but, with an increase in the inner diameter of the outer tube, will significantly reduce its length at a fixed amount of transferred heat.

З часом зовнішня поверхня внутрішньої труби може покриватися різними забрудненнями, наприклад солями 7/0 Жорсткості, жирами і т.ін. Це приведе до суттєвого зниження коефіцієнта теплопередачі внаслідок того, що коефіцієнт теплопровідності 7), цих забруднювачів значно нижчий ніж у метала (якщо для металів Х-15(титан)...38О(мідь) то у забруднювачів /- /Х-0,12(мастило)...0,13...0,2(накип)Вт/(м'К)).Over time, the outer surface of the inner pipe can become covered with various contaminants, for example, salts of 7/0 Hardness, grease, etc. This will lead to a significant decrease in the heat transfer coefficient due to the fact that the thermal conductivity coefficient 7) of these contaminants is significantly lower than that of the metal (if for metals X-15(titanium)...38O(copper), then for contaminants /- /X-0, 12(lubricant)...0.13...0.2(scale) W/(m'K)).

Теплообмінний апарат стає непрацездатним, тобто не спроможним працювати в розрахункових режимах, і потребує очистки теплообмінної поверхні.The heat exchange device becomes inoperable, i.e. unable to work in calculated modes, and requires cleaning of the heat exchange surface.

У запропонованому технічному рішенні це просто здійснити, наприклад найбільш простим механічним способом, внаслідок можливості зняття зовнішньої труби, що не викликає труднощів, враховуючи що її виготовлено з гнучкого матеріалу, а конструкція ущільнюючих елементів розбірна.In the proposed technical solution, it is easy to implement, for example, in the simplest mechanical way, due to the possibility of removing the outer pipe, which does not cause difficulties, considering that it is made of flexible material, and the design of the sealing elements is collapsible.

Міцність апарата забезпечується пружністю зовнішньої труби та ущільнювачів, що компенсує різницю в зміні довжини, обумовленій впливом різниці температурних умов, в яких знаходяться внутрішня та зовнішня труби, та різних коефіцієнтів їх температурного розширення.The strength of the device is ensured by the elasticity of the outer pipe and seals, which compensates for the difference in length change due to the effect of the difference in temperature conditions in which the inner and outer pipes are located, and different coefficients of their temperature expansion.

Запропонований теплообмінний апарат дозволяє суттєво зменшити металоємність, забезпечити міцність конструкції апаратів великої довжини, суттєво зменшити втрати теплової енергії внаслідок теплообміну з навколишнім середовищем, а в ряді випадків відмовитися від застосування спеціального теплоізоляційного матеріалу та виконання ізоляційних робіт, а також полегшити очистки зовнішньої теплообмінної поверхні в разі її забруднення. і З нове « 4... осно - лу тн ші 1 22002005 3И---Ш05-- СИ 55 7 і соThe proposed heat exchange device makes it possible to significantly reduce the metal capacity, ensure the strength of the design of long devices, significantly reduce heat energy losses due to heat exchange with the environment, and in some cases to refuse the use of special heat-insulating material and performing insulation work, as well as to facilitate the cleaning of the external heat-exchange surface in case of its contamination. and Z new « 4... osno - lu tn shi 1 22002005 3Y---Ш05-- SY 55 7 and so

Фіг.1 (ее) ! (Се) , (ее) (Се) - . » і-ї вт п П ІFig. 1 (ee) ! (Se) , (ee) (Se) - . » i-th tu p P I

Фіг2 (о) (ее) (о) (о) бе» | 3 ся 2Fig2 (o) (ee) (o) (o) be» | 3 sia 2

Фіг.3 60 б5Fig. 3 60 b5

З аг и инккя /From ag and inkya /

Я сх ке 9 СЕЛДКТТ НАРЕКЛИ ляI shh ke 9 SELDKTT ADJECTIVES la

ЕЛЕ ЕЕ ЕК іт, шк шеELE EE EK it, shk she

КоCo

КейKay

ККKK

Фіг.4 сн, ткиFig. 4 sn, tki

БО УДоову сени ть іт ще БB

Я | й 6 й йI | and 6th and

Й й й (4 їх «And and and (4 of them "

Фіг. соFig. co

Зо со (Се)Zo so (Se)

Claims (3)

Формула винаходу (ее)Formula of the invention (ee) 1. Рекуперативний теплообмінний апарат типу "труба в трубі", що складається із внутрішньої та зовнішньої «о труб, який відрізняється тим, що зовнішня труба виготовлена із гнучкого матеріалу, а торцеві поверхні ущільнюють рознімними ущільнюючими елементами.1. A recuperative heat exchanger of the "pipe-in-pipe" type, consisting of internal and external "o pipes, which differs in that the external pipe is made of flexible material, and the end surfaces are sealed with detachable sealing elements. 2. Рекуперативний теплообмінний апарат типу "труба в трубі" за п. 1, який відрізняється тим, що внутрішній « діаметр зовнішньої труби має розмір більший, ніж найбільший зовнішній діаметр елементів внутрішньої труби.2. The recuperative heat exchanger of the "pipe in a pipe" type according to claim 1, which is characterized by the fact that the inner diameter of the outer pipe is larger than the largest outer diameter of the elements of the inner pipe. 3. Рекуперативний теплообмінний апарат типу "труба в трубі" за п. 1, який відрізняється тим, що всередині ей) с зовнішньої труби розташовані кілька внутрішніх труб. . "» Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2004, М 8, 15.08.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. (о) (ее) (о) (ее) сю» 60 б53. A recuperative heat exchanger of the "pipe-in-pipe" type according to claim 1, which is characterized by the fact that several internal pipes are located inside the outer pipe. . "» Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 8, 15.08.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. (o) (ee) (o) (ee) syu" 60 b5
UA2003098766A 2003-09-26 2003-09-26 Recuperation heat-exchange apparatus UA68683A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003098766A UA68683A (en) 2003-09-26 2003-09-26 Recuperation heat-exchange apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003098766A UA68683A (en) 2003-09-26 2003-09-26 Recuperation heat-exchange apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA68683A true UA68683A (en) 2004-08-16

Family

ID=34518750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003098766A UA68683A (en) 2003-09-26 2003-09-26 Recuperation heat-exchange apparatus

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA68683A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008002423A3 (en) Reduction of fouling in heat exchangers
CN101738137B (en) Device and process for automatically cleaning heat exchanger and switching flow direction of heat exchanger
CN204923968U (en) Vortex is adverse current double -pipe heat exchanger entirely
RU185103U1 (en) Heat exchanger for cooling exhaust gases of an internal combustion engine
CN103884213A (en) Corrosion-resistant shell and tube heat exchanger
KR200448730Y1 (en) Floating Head Type Heat Exchanger
CN112113039B (en) Self-cleaning type petroleum pipeline of festival section
UA68683A (en) Recuperation heat-exchange apparatus
JP2014511989A (en) Latent heat storage device and operation method of latent heat storage device
CN102012179A (en) Self-cleaning heat exchanger
JP2014145553A (en) Double-pipe type heat exchanger
CN215447530U (en) Shell-and-tube continuous spiral baffle heat exchanger
KR20060101723A (en) An apparatus for cleaning a heat-exchanging machine
CN211651286U (en) Movable quick-dismantling type solid slurry-containing coiled tube heat exchanger
CN207066197U (en) Titanium double-tube heat exchanger
KR20170127640A (en) Spiral plate heatexchanger
CN206479063U (en) A kind of liquid-gas type heat exchanger
CN211903826U (en) Detachable heat exchanger
JP4508450B2 (en) Heat transfer tube and heat transfer system
KR200380721Y1 (en) Head Assembly Structure of Heat Pipe
CN220187528U (en) Corrosion-proof cooling mechanism
JP2019135925A (en) Heat pump system
CN213021051U (en) High efficiency tubular condenser convenient to overhaul
JP2013158751A (en) Method for removing residual material remaining in pipe of heat exchanger
CN110726315A (en) Sleeve type heat exchanger