RU2416764C1 - Heat regenerator - Google Patents
Heat regenerator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416764C1 RU2416764C1 RU2009140542/06A RU2009140542A RU2416764C1 RU 2416764 C1 RU2416764 C1 RU 2416764C1 RU 2009140542/06 A RU2009140542/06 A RU 2009140542/06A RU 2009140542 A RU2009140542 A RU 2009140542A RU 2416764 C1 RU2416764 C1 RU 2416764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- cover
- connections
- heat
- plates
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 22
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплообменным устройствам для газовых сред и может быть использовано, в частности, для рекуперации тепла вытяжного воздуха в приточно-вытяжных вентиляционных системах.The invention relates to heat exchangers for gaseous media and can be used, in particular, for the recovery of heat from exhaust air in supply and exhaust ventilation systems.
Известны пластинчатые теплоутилизаторы рекуперативного типа, в которых горячий и холодный теплоносители перемещаются в смежных каналах по взаимно перпендикулярным направлениям [1, 2]. При этом коэффициент рекуперации тепла мал. Из-за низких значений разности температур теплоносителей площадь поверхности теплопередачи велика и теплоутилизатор оказывается конструктивно сложным и громоздким.Recuperative type plate heat exchangers are known in which hot and cold heat carriers move in adjacent channels in mutually perpendicular directions [1, 2]. Moreover, the heat recovery coefficient is small. Due to the low values of the temperature difference of the coolants, the heat transfer surface area is large and the heat exchanger is structurally complex and cumbersome.
Большую эффективность и меньшие размеры имеют теплоутилизаторы с противоточным движением обменивающихся теплотой сред [3].Heat exchangers with countercurrent movement of heat-exchanging media have greater efficiency and smaller sizes [3].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является теплоутилизатор, содержащий вертикальные пластины из теплопроводного материала, образующие чередующиеся каналы для горячего и холодного теплоносителей, горизонтальные дно и крышку, входные и выходные патрубки [4] - прототип.The closest in technical essence to the present invention is a heat exchanger containing vertical plates of heat-conducting material, forming alternating channels for hot and cold coolants, horizontal bottom and cover, inlet and outlet pipes [4] - prototype.
Известное устройство работает по принципу противотока и имеет повышенный КПД. Недостатками утройства являются его конструктивная сложность и трудоемкости изготовления и ремонта. Наличие переходов с резким изменением площади поперечного сечения каналов по пути движения горячего и холодного теплоносителей обусловливает повышенные гидравлические сопротивления и затраты энергии на перемещение теплоносителей. При использовании теплоутилизатора в вентиляционных системах в зимнее время не удается эффективно бороться с льдообразованием в каналах вытяжного воздуха, так как нет возможности регулирования числа одновременно перекрываемых заслонкой каналов приточного воздуха. Недостатком является и то, что при жестком соединении между собой элементов теплоутилизатора и его значительных габаритах и протяженности, в рабочих условиях, из-за разности температур элементов в последних возникают внутренние напряжения, которые могут привести к деформациям и механическим разрушениям.The known device operates on the principle of counterflow and has an increased efficiency. The disadvantages of the device are its structural complexity and the complexity of manufacturing and repair. The presence of transitions with a sharp change in the cross-sectional area of the channels along the path of movement of hot and cold coolants leads to increased hydraulic resistance and energy costs for moving coolants. When using a heat recovery unit in ventilation systems in the winter, it is not possible to effectively deal with ice formation in the exhaust air channels, since there is no way to control the number of supply air channels simultaneously blocked by the damper. The disadvantage is that with a rigid connection between the elements of the heat exchanger and its significant size and length, under operating conditions, internal stresses arise in the latter due to the temperature difference of the elements in the latter, which can lead to deformations and mechanical damage.
Задача настоящего изобретения - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и ремонта, а также улучшение эксплуатационных показателей.The objective of the present invention is to simplify the design, reduce the complexity of manufacturing and repair, as well as improve operational performance.
Поставленная задача решается тем, что теплоутилизатор, содержащий вертикальные пластины из теплопроводного материала, образующие чередующиеся каналы для горячего и холодного теплоносителей, горизонтальные дно и крышку, входные и выходные патрубки, дополнительно снабжен рамным каркасом, нижние и боковые связи которого жестко соединены между собой, а верхние поперечные связи имеют разъемное болтовое соединение с боковыми связями, причем боковые связи одного ряда снабжены упорными болтами и прижимными планками, к боковым связям другого ряда примыкают планки-подушки, на поверхности дна и непосредственно под крышкой размещены прокладки из эластичного материала, выходные патрубки размещены на крышке в непосредственной близости к входным патрубкам, во входных и выходных патрубках установлены обтекатели, замыкающие соответствующие каналы и имеющие разъемные соединения с кромками пластин, во входном патрубке холодного теплоносителя установлены секционированные жалюзи, каждая секция которых имеет самостоятельный привод фиксирования положения «открыто-закрыто», внутренние пластины, через одну, снабжены дистанционирующими проставками, в дне, на стороне выхода горячего теплоносителя, выполнены отверстия, полости которых соединены с дренажным коллектором.The problem is solved in that the heat exchanger containing vertical plates of heat-conducting material, forming alternating channels for hot and cold coolants, horizontal bottom and cover, inlet and outlet pipes, is additionally equipped with a frame frame, the lower and side connections of which are rigidly interconnected, and the upper transverse connections have a detachable bolted connection with lateral ties, and the lateral ties of one row are provided with persistent bolts and pressure bars to the lateral ties of the other row of pillows are adjacent, on the bottom surface and directly under the cover there are gaskets made of elastic material, the outlet pipes are placed on the cover in close proximity to the inlet pipes, fairings are installed in the inlet and outlet pipes closing the corresponding channels and having detachable connections with the edges of the plates, sectionalized blinds are installed in the inlet pipe of the coolant, each section of which has an independent drive for fixing the position “open-closed”, inside The first plates, through one, are equipped with spacer spacers, in the bottom, on the outlet side of the hot heat carrier, holes are made, the cavities of which are connected to the drainage collector.
В отличие от известного устройства наличие рамного каркаса с верхними съемными связями дает возможность выполнить теплоутилизатор из набора одинаковых вертикальных пластин, не соединенных жестко между собой. Это значительно упрощает конструкцию и обеспечивает свободное термическое расширение и сжатие элементов без возникновения опасных механических напряжений. Каналы для прохода горячего и холодного теплоносителей формируются путем сжатия между планками-подушками и прижимными планками набора пластин, снабженных дистанционирующими проставками. Наличие прокладок из эластичного материала между крышкой и верхними кромками пластин и между дном и нижними кромками пластин обеспечивает газоплотность каналов. Размещение в выходных и входных патрубках однотипных съемных обтекателей, замыкающих соответствующие каналы, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление по трактам теплоносителей. Установка во входном патрубке холодного теплоносителя секционированных жалюзи с самостоятельным для каждой секции приводом фиксирования положения «открыто-закрыто» дает возможность эффективно управлять процессом оттаивания льда, откладывающегося на стенках каналов горячего теплоносителя, путем закрытия прохода холодного теплоносителя в необходимое количество предназначенных для него каналов на время оттаивания. Наличие отверстий в дне на стороне выхода горячего теплоносителя, полости которых соединены с дренажным коллектором, обеспечивает отвод конденсата, образующегося при охлаждении горячего теплоносителя, из предназначенных для него каналов. Отсутствие неразъемных соединений основных конструктивных элементов и размещение выходных патрубков на крышке в непосредственной близости к входным патрубкам значительно облегчают изготовление и ремонт устройства. Таким образом, отличительные признаки изобретения позволяют решить поставленную задачу.Unlike the known device, the presence of a frame frame with upper removable connections makes it possible to make a heat exchanger from a set of identical vertical plates that are not rigidly connected to each other. This greatly simplifies the design and provides free thermal expansion and compression of the elements without the occurrence of dangerous mechanical stresses. Channels for the passage of hot and cold coolants are formed by compression between the pillow bars and the clamping bars of a set of plates equipped with spacers. The presence of gaskets made of elastic material between the cover and the upper edges of the plates and between the bottom and lower edges of the plates provides gas tightness of the channels. Placing in the outlet and inlet pipes of the same type of removable fairings, closing the corresponding channels, allows to reduce the hydraulic resistance along the coolant paths. The installation of sectionalized blinds in the inlet pipe of the cold coolant with an independent open-closed position fixing drive for each section makes it possible to effectively control the thawing process of ice deposited on the walls of the hot coolant channels by closing the cold coolant passage in the required number of channels intended for it for a while thawing. The presence of holes in the bottom on the exit side of the hot fluid, the cavities of which are connected to the drainage collector, allows the condensate formed during cooling of the hot fluid to be drained from the channels intended for it. The absence of integral connections of the main structural elements and the placement of the outlet pipes on the cover in close proximity to the inlet pipes greatly facilitate the manufacture and repair of the device. Thus, the distinguishing features of the invention allow to solve the problem.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."
В известных теплоутилизаторах [1, 2] горячий и холодный теплоносители перемещаются по схеме перекрестного тока, имеющей худшие эксплуатационные показатели по отношению к схеме противотока, реализованной в предлагаемом устройстве. Известные теплоутилизаторы более конструктивно сложны, имеют большое число неразъемных соединений основных элементов.In well-known heat exchangers [1, 2], hot and cold heat carriers move according to a cross-current circuit, which has the worst performance with respect to the counter-current circuit implemented in the proposed device. Known heat exchangers are more structurally complex, have a large number of integral connections of the main elements.
Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «существенные отличия».All this allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention "significant differences".
На фиг.1 показан вид сверху на теплоутилизатор со снятыми крышкой и верхней прокладкой; на фиг.2 - вид сбоку на теплоутилизатор; на фиг.3 - поперечный разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - поперечный разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - обтекатель; на фиг.6 - выносной элемент I на фиг.1.Figure 1 shows a top view of a heat exchanger with the cover and top gasket removed; figure 2 is a side view of the heat exchanger; figure 3 is a cross section aa in figure 2; figure 4 is a transverse section bB in figure 2; figure 5 - fairing; figure 6 - remote element I in figure 1.
Теплоутилизатор содержит одинаковые пластины 1 из теплопроводного материала, дно 2, крышку 3, входные патрубки 4 и 5 и размещенные на крышке 3 выходные патрубки 6 и 7 соответственно для горячего (В) и холодного (П) теплоносителей. Патрубки 6 и 7 размещены на крышке 2 с некоторым относительным поперечным смещением. Между крышкой 3 и кромками пластин 1 расположена верхняя уплотняющая прокладка 8, выполненная из листового эластичного материала и имеющая окно под выпускными патрубками 6 и 7. Между дном 2 и нижними кромками пластин 1 расположена нижняя уплотняющая прокладка 9. Каркас теплоутилизатора состоит из нижних связей 10, жестко с ними соединенных боковых связей 11 и из верхних связей 12, которые посредством болтов 13 соединены с боковыми связями 11. К боковым связям 11, расположенным в ряд с одной стороны теплоутилизатора, примыкают планки-подушки 14. Боковые связи 11 в ряду с другой стороны теплоутилизатора снабжены упорными болтами 15 и прижимными планками 16. Во входных патрубках 4 и 5 и в выходных патрубках 6 и 7 установлены однотипные обтекатели 17 так, что в их разъемы входят кромки пластин 1. Обтекатели 17 в местах их установки замыкают каналы 18 и 19 для горячего (В) и холодного (П) теплоносителей, образованные пластинами 1. Ширина каналов 18 и 19 определяется продольными размерами ступенчатых стержней 20 и надетых на тонкую часть стержней 20 втулок 21. Стержни 20 и втулки 21 в совокупности являются дистанционирующими проставками, распределенными по площади внутренних пластин 1. Во входном патрубке 5 холодного теплоносителя (П) установлены секционированные жалюзи 22. Каждая секция жалюзи 22 имеет самостоятельный привод 23 фиксирования положения «открыто-закрыто». В прокладке 9 и дне 1, на стороне выхода горячего теплоносителя (В) из каналов 18, выполнены отверстия 24, которые соединены трубками 25 с дренажным коллектором 26.The heat exchanger contains the
Теплоутилизатор состоит из однотипных основных элементов, легко собирается и разбирается. Газоплотность трактов горячего (В) и холодного (П) теплоносителей достигается путем обжатия набора вертикальных пластин 1 между дном 2 и крышкой 3 с помощью болтов 13 и наличием прокладок 8 и 9, а в поперечном направлении - с помощью упорных болтов 15 и прижимных планок 16. Обтекатели 17 прижимаются в своих разъемах к кромкам пластин 1 и фиксируются по месту краями внешних газоходов, присоединяемых к патрубкам 4, 5 и 6, 7. Присоединяемые внешние газоходы выполняются на 1÷2 см меньшей ширины, чем длина обтекателей 17 и, соответственно, ширина патрубков 4, 5 и 6, 7. Это дает возможность без использования дополнительных конструктивных элементов закреплять по месту установки обтекатели 17, оконечности которых совмещены с фланцевыми плоскостями патрубков 4, 5 и 6, 7.Heat recovery unit consists of the same basic elements, easy to assemble and disassemble. The gas tightness of the hot (B) and cold (P) coolant paths is achieved by squeezing a set of
Теплоутилизатор работает следующим образом. Горячий теплоноситель (В) (в вентиляционных системах - это вытяжной воздух) поступает из внешнего газохода в входной патрубок 4, где, проходя между обтекателями 17, распределяется по каналам 18. Отдав тепло в процессе теплообмена с поверхностью пластин 1, теплоноситель (В) выводится через выходной патрубок 6, проходя между установленными в патрубке 6 обтекателями 17. Холодный теплоноситель (П) (в вентиляционных системах - это приточный воздух) поступает в входной патрубок 5, где проходит между обтекателями 17, распределяется по каналам 19 и в них перемещается во встречном направлении по отношению к потоку горячего теплоносителя (В). В процессе теплообмена с поверхностью пластин 1 холодный теплоноситель (П) нагревается и выводится через выходной патрубок 7, проходя между установленными в патрубке 7 обтекателями 17.Heat exchanger works as follows. Hot heat carrier (B) (in ventilation systems it is exhaust air) enters from the external duct into the
В зимнее время, при отрицательных температурах приточного воздуха, водяные пары, содержащиеся в вытяжном воздухе, в процессе охлаждения могут конденсироваться. Образующийся конденсат самотеком выводится из каналов 18 через отверстия 24 и трубки 25 в дренажный коллектор 26.In winter, at negative temperatures of the supply air, water vapor contained in the exhaust air may condense during cooling. The condensate formed by gravity is removed from the
При дальнейшем охлаждении конденсата и льдообразовании на стенках каналов 18 бороться с этим явлением можно путем закрытия одной или нескольких секций жалюзи 22 и прекращения подачи приточного воздуха в соответствующие каналы 19 на время, необходимое для размораживания каналов 18.With further cooling of the condensate and ice formation on the walls of the
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:The proposed device has the following advantages:
- конструкция проста, с высокой степенью унификации;- the design is simple, with a high degree of unification;
- отсутствие жестких связей между основными элементами обеспечивает возможность их свободного термического расширения и сжатия;- the absence of rigid bonds between the main elements provides the possibility of their free thermal expansion and contraction;
- противоточное движение теплоносителей способствует достижению высокой тепловой эффективности;- countercurrent movement of coolants contributes to the achievement of high thermal efficiency;
- наличие обтекателей и отсутствие резких изменений площади проходных сечений по трактам теплоносителей позволяет уменьшить гидравлические сопротивления;- the presence of fairings and the absence of sharp changes in the area of the passage sections along the coolant paths allows to reduce hydraulic resistance;
- секционированное жалюзи в входном патрубке приточного воздуха, с независимым приводом каждой секции, дает возможность эффективно управлять процессом оттаивания льда в каналах вытяжного воздуха;- sectioned blinds in the inlet pipe of the supply air, with an independent drive of each section, makes it possible to effectively control the process of ice thawing in the channels of the exhaust air;
- пониженная трудоемкость изготовления и высокая ремонтопригодность.- reduced manufacturing complexity and high maintainability.
Источники информацииInformation sources
1. Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопительные и тепловые сети. - М.: ИНФРА-М, 2005. С.364-365.1. Varfolomeev Yu.M., Kokorin O.Ya. Heating and heating networks. - M .: INFRA-M, 2005. S.364-365.
2. Данилов О.Л., Мунц В.А. Использование вторичных энергетических ресурсов. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. С.98-100.2. Danilov O.L., Munts V.A. Use of secondary energy resources. - Yekaterinburg: USTU-UPI, 2008. S.98-100.
3. Авторское свидетельство СССР №907354, кл. F24F 7/06, опубл. 23.02.82, бюл. №7.3. Copyright certificate of the USSR No. 907354, cl.
4. Хараз Д.И., Псахис Б.И. Пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах. - М.: Химия, 1984. С.94, рис.4.25.4. Kharaz D.I., Psakhis B.I. Ways of using secondary energy resources in chemical industries. - M.: Chemistry, 1984. P.94, Fig. 4.25.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140542/06A RU2416764C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Heat regenerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140542/06A RU2416764C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Heat regenerator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2416764C1 true RU2416764C1 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009140542/06A RU2416764C1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Heat regenerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416764C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581583C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Plate-type heat recovery unit |
RU2650211C2 (en) * | 2012-10-19 | 2018-04-11 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Method for controlling vehicle grills shutters |
-
2009
- 2009-11-02 RU RU2009140542/06A patent/RU2416764C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650211C2 (en) * | 2012-10-19 | 2018-04-11 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Method for controlling vehicle grills shutters |
RU2581583C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Plate-type heat recovery unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101710088B1 (en) | Coil and heat exchanger with the same | |
CN201593803U (en) | Flue gas low temperature corrosion resistant efficient air preheater | |
RU2416764C1 (en) | Heat regenerator | |
RU2553007C1 (en) | Waste heat recovery unit | |
RU130378U1 (en) | PLATE HEAT EXCHANGER | |
CN1202455C (en) | Heat exchanger with hot fin plate | |
RU2581583C1 (en) | Plate-type heat recovery unit | |
CN216081081U (en) | A vibration controllable floating coil heat exchange device | |
CN102200398B (en) | Double-shell heat exchanger | |
CN211012570U (en) | Heat insulation and temperature reduction wall | |
CN210473103U (en) | Anti-scaling flue gas condenser for chimney de-whitening | |
CN108775828B (en) | Superconducting heat exchange unit, device and system thereof | |
RU178821U1 (en) | HEAT EXCHANGE MODULE | |
RU2688384C1 (en) | Heat recovery unit | |
CN1971192A (en) | High efficiency out-tubular condensing heat-exchanger | |
CN112985128A (en) | Multi-channel and multi-flow heat exchanger in mine fresh air heating system | |
CN202361865U (en) | Flat plate type heat transfer pipe | |
RU2493525C1 (en) | Plate-type heat exchanger with natural supply of cooling air | |
CN215572330U (en) | Modular heat exchanger | |
RU184138U1 (en) | CASED TUBE HEAT EXCHANGE UNIT FOR DISPOSAL OF HEAT OF TECHNOLOGICAL GASES | |
CN110044037A (en) | Air draft backheat fixed-plate heat exchangers enclose inside and outside two-way diffusion room | |
RU2759622C1 (en) | Air cooler | |
CN209840378U (en) | Enclosed internal and external bidirectional diffusion chamber of exhaust heat regeneration plate type total heat exchanger | |
RU2773426C1 (en) | Plate type air cooling unit | |
CN202361402U (en) | Flat-plate type air preheater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121103 |