close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13230

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 28D 7/00
F 28F 3/00
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
(21) Номер заявки: a 20080578
(22) 2008.05.02
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аграрный технический университет"
(BY)
(72) Автор: Синяков Анатолий Леонидович (BY)
BY 13230 C1 2010.06.30
BY (11) 13230
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет" (BY)
(56) Теплотехника / Под ред. А.П Баскакова.М.: Энергоиздат, 1982.- С. 128.
SU 1483191 A1, 1989.
SU 444046, 1975.
SU 1706402 A3, 1992.
(57)
1. Вертикальный кожухотрубный теплообменник, содержащий оборудованный распределительными и собирающими коллекторами теплого и холодного воздуха кожух, в
котором расположены верхняя и нижняя трубные доски и пучок теплопередающих труб,
отличающийся тем, что снабжен устройством для очистки теплообменной поверхности
от снега-льда и грязи, которое содержит патрубки, количество которых равно числу труб
трубного пучка, перфорированные трубы, электромагнитный клапан и регулятор уровня
воды, при этом датчик регулятора уровня воды установлен в распределительном коллекторе теплого воздуха теплообменника, в котором расположены перфорированные трубы,
подключаемые к водопроводу горячей воды через электромагнитный клапан, а патрубки
установлены со стороны верхней трубной доски соосно и с кольцевыми зазорами внутри
труб трубного пучка и их входы расположены выше датчика регулятора уровня воды.
2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что патрубки и перфорированные трубы выполнены из корозийно стойкого материала, например из поливинилхлорида.
Фиг. 2
BY 13230 C1 2010.06.30
Предлагаемое техническое решение относится к вертикальным кожухо-трубным теплообменникам, которые в отопительно-вентиляционных системах производственных помещений осуществляют нагрев приточного воздуха частью теплоты, содержащейся в
удаляемом из помещения воздухе.
Известна конструкция вертикального кожухотрубного теплообменника, который используется в системах общеобменной вентиляции помещений [1]. Известный теплообменник содержит оборудованный распределительными и собирающими коллекторами
теплого и холодного воздуха цилиндрический кожух, в котором на валу установлен ротор,
выполненный из верхней и нижней трубных досок и пучка теплопередающих труб, концы
которых закреплены в трубных досках; защитный сектор с регулируемой площадью, установленный в распределительном коллекторе холодного воздуха в зоне подачи теплого
воздуха в межтрубном пространстве трубного пучка. При этом защитный сектор перекрывает частично поступление холодного воздуха в трубы трубного пучка.
Теплообменник работает следующим образом. Приточный и вытяжной вентиляторы
обеспечивают непрерывное движение холодного воздуха по трубам и теплого воздуха по
межтрубному пространству трубного пучка.
При движении теплого и холодного воздуха через теплообменник происходит нагрев
холодного воздуха частью теплоты, содержащейся в теплом воздухе, при этом водяные
пары, содержащиеся в теплом воздухе, конденсируются на наружной поверхности теплопередающих труб и при низких наружных температурах (ниже - 10 °С) на наружной поверхности труб образуется слой снега-льда, который уменьшает тепловую мощность
теплообменника и понижает надежность его работы. Более интенсивное образование слоя
снега-льда происходит на трубах, которые расположены у выхода теплого воздуха из теплообменника. Для удаления снега-льда с наружной поверхности труб трубного пучка медленно вращают ротор, при этом защитный сектор перекрывает поступление холодного
воздуха в часть труб трубного пучка и находящейся на их наружной поверхности слой
снега-льда тает под действием теплоты воздуха, удаляемого из помещения.
К недостаткам известной конструкции теплообменника следует отнести сложности
его конструкции и эксплуатации.
Сложность конструкции теплообменника обусловлена наличием в теплообменнике
массивного вращающегося ротора.
Сложность эксплуатации теплообменника обусловлена сложностью очистки наружной поверхности труб пучка от слоя грязи, так как очистка связана с прекращением работы теплообменника и промывкой его химраствором.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции вертикального кожухотрубного теплообменника является теплообменник для подогрева наружного воздуха теплотой удаляемого теплого воздуха [2].
В этой конструкции теплообменника холодный воздух движется через межтрубное
пространство, а теплый - по трубам трубного пучка, в результате чего упрощается очистка
теплообменной поверхности теплообменника от слоя грязи.
К недостаткам теплообменника следует отнести пониженную эффективность и надежность его работы.
Пониженная эффективность работы обусловлена снижением тепловой мощности теплообменника при температурах наружного воздуха ниже - 10 °С из-за образования на
внутренней поверхности теплопередающих труб пучка слоя снега-льда с грязью.
Пониженная надежность работы обусловлена возможностью перекрытия проходного
сечения труб слоем снега-льда при длительностоящих температурах наружного воздуха 20...- 25 °С, в результате чего теплообменник становится неработоспособным.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы теплообменника.
2
BY 13230 C1 2010.06.30
Поставленная задача решается тем, что известный вертикальный кожухотрубный теплообменник, содержащий оборудованный распределительными и собирающими коллекторами теплого и холодного воздуха кожух, в котором расположены верхняя и нижняя
трубные доски и пучок теплопередающих труб, снабжен устройством для очистки теплообменной поверхности от снега-льда и грязи, которое содержит патрубки, количество которых равно числу труб трубного пучка, перфорированные трубы, электромагнитный
клапан и регулятор уровня воды, при этом датчик регулятора уровня воды установлен в
распределительном коллекторе теплого воздуха теплообменника, в котором расположены
перфорированные трубки, подключенные к водопроводу горячей воды через электромагнитный клапан, а патрубки установлены со стороны верхней трубной доски соосно и с
кольцевыми зазорами внутри труб трубного пучка и их входы расположены выше датчика
регулятора уровня воды.
Для уменьшения металлоемкости и повышения коррозионной стойкости патрубки и
перфорированные трубы выполнены из поливинилхлоридного материала.
Сущность предлагаемого изобретения вертикального кожухотрубного теплообменника поясняется следующими графическими изображениями:
на фиг. 1 - изображена схема предлагаемого теплообменника, продольный разрез по
А-А на фиг. 2;
на фиг. 2 - разрез по В-В на фиг. 1;
на фиг. 3 - схема управления работой устройства для очистки теплообменной поверхности от снега-льда и грязи.
Вертикальный кожухотрубный теплообменник содержит кожух 1, распределительные
2, 3 и собирающие 4, 5 коллекторы соответственно холодного и теплого воздуха; верхнюю 6
и нижнюю 7 трубные доски, в которых закреплены концы теплопередающих труб 8 трубного пучка.
Теплообменник снабжен устройством для очистки теплообменной поверхности от
снега-льда и грязи, которое содержит патрубки 9, количество которых равно числу труб
трубного пучка, перфорированные трубы 10, электромагнитный клапан 11 и регулятор
уровня воды 12 с датчиком 13.
Датчик 13 регулятора уровня воды 12 установлен в распределительном коллекторе 3
теплого воздуха, в котором расположены перфорированные трубы 10, подключенные к
водопроводу 14 горячей воды через электромагнитный клапан 11, а патрубки 9 установлены со стороны верхней трубной доски 6 соосно и с кольцевыми зазорами внутри труб 8
трубного пучка и их входа 15 расположены выше датчика 13 регулятора 12.
Для управления работой устройства для очистки теплообменной поверхности от снега-льда и грязи разработана система ручного управления, электрическая схема которой
приведена на фиг. 3.
Система управления содержит автоматический выключатель 16, кнопки 17, 18 соответственно "стоп" и "пуск", промежуточное реле с катушкой 19 и с контактами 20 и 21,
регулятор уровня воды 12 с размыкающим контактом 22, катушку 23 электромагнитного
клапана 11.
Заявленный вертикальный кожухотрубный теплообменник работает следующим образом.
При замыкании автоматического выключателя 16 начинают непрерывно работать приточный и вытяжной вентиляторы (на фиг. 1…3 не показаны), при этом вытяжной вентилятор протягивает теплый воздух из распределительного коллектора 3 через патрубки 9,
трубы 8 трубного пучка, собирающий коллектор 5 и выбрасывает его в окружающую среду, а приточный вентилятор протягивает наружный воздух из распределительного коллектора 2 через межтрубное пространство трубного пучка, собирающий коллектор 4 и подает
его в помещение через распределительные воздуховоды.
При движении теплого воздуха по трубам 8 и холодного через межтрубное пространство трубного пучка происходит нагрев холодного воздуха частью теплоты, содержащей3
BY 13230 C1 2010.06.30
ся в теплом воздухе, и скрытой теплотой парообразования, выделяющейся при конденсации водяного пара, содержащегося в теплом воздухе, на внутренних поверхностях труб 8.
При конденсации водяного пара на внутренние поверхности труб 8 оседает пыль, содержащаяся в удаляемом воздухе, в результате чего образуется слой грязи, уменьшающий
тепловую мощность теплообменника.
Кроме того, конденсат, образующийся на внутренней поверхности труб, при температурах наружного воздуха ниже - 10 °С превращается в слой снега-льда, который также
снижает тепловую мощность теплообменника и понижает его надежность работы из-за
возможности перекрытия проходного сечения труб 8 слоем снега-льда.
Для повышения эффективности и надежности работы теплообменника необходимо
периодически удалять слой снега-льда и грязь с теплообменной поверхности.
Для этого нажимают на кнопку "пуск" 18 (фиг. 3), при этом срабатывает промежуточное реле с катушкой 19 и замыкает свои контакты 20 и 21. В этом случае замыкание контакта 20 блокирует кнопку 18 и катушка 19 реле остается подключенной к электросети.
При замыкании контакта 21 к электросети подключается катушка 23 электромагнитного
клапана 11 и он отрывается, при этом горячая вода из водопровода 14 подается через перфорированные трубы 10 в распределительный коллектор 3 теплого воздуха. Часть воды
сразу поступает через кольцевые зазоры между патрубками и трубами 8 на внутреннюю
поверхность труб 8, но так как подача воды в коллектор 3 больше ее расхода через кольцевые зазоры, то уровень воды в коллекторе 3 повышается до уровня установки датчика
13 регулятора 12. В этом случае срабатывает регулятор 12 и размыкает контакт 22, при
этом катушка 19 обесточивается и промежуточное реле размыкает свои контакты 20 и 21.
С размыканием контакта 21 обесточивается катушка 23 электромагнитного клапана 11 и
он закрывается, и горячая вода не поступает в коллектор 3. Горячая вода из коллектора 3
через кольцевые зазоры поступает на внутренние поверхности труб 8, при этом вода прижимается к поверхности труб 8 теплым воздухом, поступающим в трубы через патрубки 9.
Под действием теплоты воды тает слой снега-льда и удаляется грязь с внутренней поверхности труб 8, в результате чего повышается эффективность и надежность работы теплообменника.
Повторное удаление снега-льда и грязи с теплообменной поверхности осуществляют
через некоторое время с учетом образования снега-льда и грязи на теплообменной поверхности путем нажатия на кнопку 18.
Таким образом, в процессе работы заявляемого вертикального кожухотрубного теплообменника происходит достижение поставленной задачи: повышение эффективности и
надежности работы теплообменника за счет периодической очистки теплообменной поверхности от снега-льда и грязи при помощи устройства для очистки теплообменной поверхности, которым снабжен теплообменник.
4
BY 13230 C1 2010.06.30
Фиг. 1
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
292 Кб
Теги
by13230, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа