ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Предлагаемый теплообменник представлен рисунками:

Рис. 1

Рис. 2

На рис. 1 показан поперечный разрез теплообменника, на рис. 2 - продольный разрез (по вертикальной оси симметрии на рис. 1), на рис. 3 - разрез Б-Б на рис 1, на рис. 4 - разрез В-В на рис. 1, на рис. 5 - вид Г на рис. 1 (с местным разрезом).

Теплообменник пленочного типа содержит корпус 1 с патрубками 2 (для входа) и 3 (для выхода) холодной газовой среды (например, морозного уличного воздуха зимой), полый вал 4, на внешней поверхности которого скобой 5 закрепляются овалообразные тепловые трубы 6, нижний и верхний концы разомкнутой ветви которых герметичны (рис. 5). На части прямолинейных участков тепловых труб 6 выполнено оребрение в виде парно расположенных с обеих сторон тепловой трубы 6 пластин 7 (вместе с тепловыми трубами они являются пленкообразующими поверхностями), между которыми размещено пористое вещество 8 высокой теплопроводности, сами же тепловые трубы 6 закреплены на валу 4 и по его длине с последовательным угловым смещениемaв плоскости, перпендикулярной оси вала, например, 5-10°. Патрубок 9, по которому от потребителя холода поступает отепленная вода, свободно введен во внутреннюю полость вала 4, а в последнем выполнены отверстия 10, сообщающие полость вала с внутренним объемом корпуса.

Теплообменник работает следующим образом.

Нижняя часть корпуса 1 заполнена охлаждаемой жидкостью (например, водой используемой затем для охлаждения молока на молокозаводе). Отепленная вода от потребителя холода поступает внутрь полого вала 4. При вращении вала 4 (от любого привода, который на чертеже не показан) теплая вода через отверстия 10 будет поступать в корпус 1 и с помощью тепловых труб 6, оребрения 7 и пористого материала 8 (которые и составляют пленкообразующие поверхности) участвовать в теплообмене с холодной газообразной средой, поступающей в теплообменник через патрубок 2.

Таким образом, та часть тепловых труб, оребрения 7 и пористого материала 8, которые в данный момент находятся в жидкости, выполняет роль зоны испарения (за счет тепла воды внутри этой части тепловых труб 6 происходит испарение рабочего вещества, находящегося внутри них), а та часть тепловых труб 6, оребрения 7 и пористого материала 8, что находится в это время в контакте с холодной газообразной средой, выполняет роль зоны конденсации (здесь внутри тепловых труб 6 происходит конденсация паров рабочего вещества тепловых труб и передача тепла холодному газообразному потоку). Следовательно, в теплообменнике передача тепла от воды к холодному газообразному потоку происходит не только путем частичного испарения этой воды из водяной пленки на пленкообразующих поверхностях, но и за счет работы тепловых труб в соответствии с их принципом действия. Патрубок 11 служит для отвода охлажденной жидкости холодопотребителю. Для уменьшения уноса капель воды с потоком воздуха в патрубке 3 может быть установлен каплеотбойник 12.

В таком теплообменнике улучшается теплообмен между газообразной и жидкой средами, так как указанное закрепление тепловых труб на валу усиливает турбулизацию газового потока. Усилению турбулентности газового потока и увеличению теплосъема способствует также оребрение тепловых труб (для еще большего усиления этого эффекта пластины оребрения на соседних тепловых трубах можно расположить в шахматном порядке). Кроме того, при прохождении через жидкость пористого материала происходит его насыщение охлаждаемой жидкостью.

При контакте этого материала с газовым потоком происходит интенсивное охлаждение жидкости, находящейся в пористом материале, за счет конвективного теплообмена и за счет испарения части этой жидкости. При подаче отепленной жидкости внутрь полости вала в теплообмене участвует и внутренняя поверхность вала, что тоже способствует увеличению теплосъема.

Теплообменник имеет уменьшенную поверхность теплообмена, а следовательно, более компактен, меньше весит и более дешев.