Кожухотрубный теплообменник

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Коротинский Виктор Андреевич Гаркуша Карина Эдуардовна Цубанов Игорь Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(56) БАРОТФИ И. и др. Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах. - М. ВО Агропромиздат, 1988. - С. 130. Теплотехника / Под ред. А.П. Баскакова. - М. Энергоиздат, 1982. - С. 175.1416845 1, 1988.1668840 1, 1991.(57) Кожухотрубный теплообменник с перекрестным движением теплообменивающихся воздушных потоков, содержащий оборудованный основными распределительными и собирающими коллекторами холодного и теплого воздуха кожух, в котором расположены 12339 1 2009.08.30 верхняя и нижняя трубные доски, отличающийся тем, что содержит две дополнительные трубные доски, дополнительные собирающие и распределительные коллекторы теплого воздуха, верхний и нижний пучки труб, при этом нижний пучок труб установлен в кожухе вертикально и концы его труб закреплены в нижней и верхней трубных досках, над верхней трубной доской с зазором и горизонтально расположен верхний пучок труб, концы которых закреплены в дополнительных трубных досках. Предлагаемое техническое решение относится к теплообменникам, которые используются в отопительно-вентиляционных системах производственных помещений для нагрева приточного воздуха теплотой воздуха, выходящего из технологического оборудования или удаляемого из помещений. Известна конструкция кожухотрубного теплообменника, применяемого для подогрева холодного воздуха теплотой воздуха, выходящего из технологического оборудования 1. Известный кожухотрубный теплообменник содержит оборудованный распределительными и собирающими коллекторами теплообменивающихся воздушных потоков корпус, в котором расположены верхняя и нижняя трубные доски, две перегородки и пучок труб два перепускных короба для создания трех ходов движения холодного воздуха по межтрубному пространству. Теплообменник работает следующим образом. Холодный воздух движется через межтрубное пространство трубного пучка, омывая трубы пучка поперечным потоком за три хода, организованных за счет двух перепускных коробов и двух промежуточных перегородок, и нагревается теплотой воздуха, движущегося по трубкам трубного пучка. При охлаждении теплого воздуха на внутренние поверхности труб выпадает конденсат, образующийся при охлаждении водяных паров, содержащихся в теплом воздухе. Конденсат стекает по трубкам вниз в конденсатосборник и из него через трубу поступает в канализацию. При низких температурах холодного воздуха - 15 С и ниже и температуре теплого воздуха 20 С и ниже конденсат в трубках трубного пучка превращается в слой снегальда, вследствие чего уменьшается коэффициент теплопередачи теплообменника, а следовательно, и его тепловая мощность. При длительно стоящих отрицательных температурах холодного воздуха происходит перекрытие проходных каналов трубок и теплообменник не только снижает свою тепловую мощность, но и становится неработоспособным. Кроме того, к недостаткам теплообменника следует отнести его большую металлоемкость и сложность конструкции из-за наличия трех ходов для холодного воздуха. Наиболее близким к заявляемой конструкции кожухотрубного теплообменника с перекрестным движением теплообменивающихся воздушных потоков является теплообменник, применяемый в отопительно-вентиляционных системах производственных помещений и содержащий оборудованный основными распределительными и собирающими коллекторами теплообменивающихся воздушных потоков корпус, в котором расположены верхняя и нижняя трубные доски и пучок теплопередающих труб 2. Недостатком такой конструкции теплообменника является пониженная эффективность работы, которая обусловлена снижением тепловой мощности теплообменника при низких температурах холодного воздуха из-за уменьшения коэффициента его теплопередачи при образовании слоя снега-льда на наружных поверхностях трубок, толщина которого увеличивается от распределительного к собирающему коллектору холодного воздуха из-за стекания вниз конденсата, количество которого зависит от влажности теплого воздуха, глубины его охлаждения и способа удаления конденсата из межтрубного пространства. Задачей изобретения является повышение эффективности работы кожухотрубного теплообменника с перекрестным движением теплообменивающихся воздушных потоков. 2 12339 1 2009.08.30 Задача решается тем, что кожухотрубный теплообменник с перекрестным движением теплообменивающихся воздушных потоков, содержащий оборудованный основными распределительными и собирающими коллекторами холодного и теплого воздуха кожух, в котором расположены верхняя и нижняя трубные доски, содержит также две дополнительные трубные доски, дополнительные собирающий и распределительный коллекторы теплого воздуха, верхний и нижний пучки труб, при этом нижний пучок труб установлен в кожухе вертикально и концы его труб закреплены в нижней и верхней трубных досках,над верхней трубной доской с зазором и горизонтально расположен верхний пучок труб,концы которых закреплены в дополнительных трубных досках. Сущность изобретения кожухотрубного теплообменника с перекрестным движением теплообменивающихся воздушных потоков поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема предлагаемого кожухотрубного теплообменника,вертикальный разрез на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1. Предлагаемый теплообменник содержит корпус 1, оборудованный основными распределительными 2, 3 и собирающими 4, 5 коллекторами соответственно холодного и теплого воздуха, в котором расположены верхняя 6 и нижняя 7 трубные доски, верхний и нижний пучки с трубами 8 и 9 соответственно. Кроме того, теплообменник содержит две дополнительные трубные доски 10, 11, дополнительные распределительный 12 и собирающий 13 коллекторы теплого воздуха, конденсатоотводящие трубы 14 и 15. Нижний пучок с трубами 9 установлен в корпусе вертикально и концы его труб закреплены в верхней 6 и нижней 7 трубных досках, а верхний пучок с трубами 8 расположен горизонтально с зазоромнад верхней трубной доской 6 и концы его труб закреплены в дополнительных трубных досках 10, 11, к которым присоединены дополнительные распределительный 12 и собирающий 13 коллекторы теплого воздуха. Трубы 14 и 15 отводят конденсат в канализацию из собирающих коллекторов 13 и 5 теплого воздуха. Кожухотрубный теплообменник работает следующим образом. Холодный воздух из распределительного коллектора 2 движется через межтрубное пространство верхнего пучка труб, трубы которого расположены горизонтально, и поступает в зазормежду верхней 6 и дополнительными трубными досками 10 и 11, где происходит выравнивание его температуры. После этого из зазораподогретый холодный воздух движется по трубам 9 нижнего пучка и поступает в собирающий коллектор 4. Половина расхода теплого воздуха через теплообменник движется из распределительного коллектора 12 по трубам 8 верхнего пучка и поступает в собирающий коллектор 13. Вторая половина теплого воздуха из распределительного коллектора 3 движется по межтрубному пространству нижнего пучка с трубами 9 и поступает в собирающий коллектор 5. В процессе движения холодного воздуха по межтрубному пространству верхнего пучка труб он предварительно подогревается теплотой воздуха, движущегося по трубам 8. При этом в трубах 8 происходит конденсация водяных паров, содержащихся в теплом воздухе, и конденсат из труб 8 под давлением воздуха поступает в собирающий коллектор 13, откуда через трубу 14 поступает в канализацию. Предварительно подогретый холодный воздух затем движется по трубам 9 нижнего пучка и дополнительно подогревается второй частью теплого воздуха, движущегося через межтрубное пространство нижнего пучка. При этом на внешних поверхностях труб 9 образуется конденсат в результате охлаждения паров, содержащихся в теплом воздухе. Этот конденсат стекает по трубам 9 на нижнюю трубную доску 7 и под давлением теплого воздуха и наклона трубной доски 7 в сторону собирающего коллектора поступает в собирающий коллектор 5, и через трубу 15 удаляется в канализацию. При низких отрицательных температурах (- 15 С и ниже) холодного воздуха конденсат, образующийся на внешней поверхности труб 9, превращается в слой снега-льда, толщина которого увеличивается по длине труб 9 от верхней 6 к нижней 7 трубным доскам. Так как конден 3 12339 1 2009.08.30 сат, образующийся в трубах 8 верхнего пучка, не поступает в межтрубное пространство нижнего пучка, то толщина слоя снега-льда на наружной поверхности труб 9 уменьшается, что приводит к увеличению коэффициента теплопередачи теплообменника, а следовательно, к увеличению его тепловой мощности и надежности работы. Таким образом, в процессе работы заявляемого теплообменника происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы теплообменника путем увеличения его коэффициента теплопередачи за счет уменьшения толщины слоя снега-льда на его теплообменной поверхности путем отвода конденсата из части теплообменной поверхности в канализацию. Источники информации 1. Теплотехника / Под ред. А.П. Баскакова. - М. Энергоиздат, 1982. - С. 175. 2. Баротфи И. и др. Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах. - М. ВО Агропромиздат, 1988. - С. 130. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4