Теплообменник

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3576986/ 4-06 (22) 08.04.83 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) Л.Л, Васильев, В.А. Моргун, В.М. Богданов, Л .П. Гракович, А.М. Марченко;.10.В. Авакян, Т.Н. Дабагян и Л.А. Гагиян (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт тепло- и массообмена им. A.Â. Лыкова (53) 536.27:662.997(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 2013870, кл. Р 24 J 3/02, опуолик.

1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 742694, кл. F 28 D 15/00, 1978 °, -(54)(57) 1. ТЕПЛООБМЕННИК,. содержащий термосифонную тепловую трубу, одна из противолежащих боковых сте4(51) F 28 D 15/00 F 24 J 2/24 нок корпуса которой имеет наклон- . ные перегородки, установленные по высоте корпуса с образованием зоны испарения, а другая — примыкает к каналу для охлаждающей среды и имеет наклонные направляющие, образующие с перегородками наклонные щели, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности при работе в качестве гелиоприемника, направляющие выполнены в виде горизонтальных гофр на боковой стенке, канал для охлаждающей среды образован впадинами гофр, их гребни снабжены сообщенными с впадинами поперечными выемками, Я

Р а вход и выход канала размещены соответственно в верхней и нижней частях корпуса.

С:

1137292

40

2. Теплообменник по и. 1, о т ли ч а ющ ий с я тем что над верхней пеЭ! (Изобретение относится к теплообмену, в частности к гелиоприемникам в виде тепловых труб.

Известен теплообменник, содержащий термосифонную тепловую трубу 5 с испарительной зоной в виде поглотителя, солнечной энергии с установленными по его высоте наклонными перегородками Ц .

Недостатком данного теплообменника является ограниченная площадь поверхностей зон испарения и конценсации.

Известен также теплообменник, содержащий термосифонную тепловую 15 трубу, одна из противолежащих боковых стенок корпуса которой имеет наклонные перегородки, установленные по высоте корпуса с образованием зоны испарения, а другая примыкает 20 к каналу для охлаждающей среды и имеет наклонные направляющие, образующие с перегородками наклонные щели (2), Недостатком известного теплообмен-2S ника являются сравнительно невысокие эффективность и надежность, в

I особенности при применении теплооб-. менника в качестве гелиоприемника, поскольку теплоноситель тепловой трубы в процессе ее работы может, неравномерно распределяться по по-! .верхности зоны испарения, а движение паров теплоносителя снизу вверх может быть недостаточно интенсивным, что.приводит к местному перегреву.

Цель изобретения — повьппение эффективности и надежности при работе теплообменника в качестве гелиоприемника.

Поставленная цель достигается тем, что в ч еплообменнике, содержащем термосифонную тепловую трубу, одна из противолежащих стенок корпуса которой имеет наклонные перегородки, установленные пс высоте корпуса с образованием зоны испарения, а другая - примыкает к каналу регородкой размещена дополнительная поверхность зоны конденсации. для охлаждающей среды и имеет наклонные направляющие, образующие с перегородками наклонные щели, направляющие выполнены в виде горизонтальных гофр на боковой стенке, канал для охлаждающей среды образован-впадинами гофр, а их гребни снабжены сообщенными с впадинами поперечными выемками, а вход и выход канала размещены соответственно в верхней и нижней частях корпуса.

Над верхней перегородкой может быть размещена дополнительная поверхность зоны конденсации.

На фиг. 1 показан теплообменник, продольный разрез на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — вид В а фиг. 1, на фиг. 5 — теплообменник с дополнительной поверхностью зоны конденсации.

Теплообменник содержи термосифонную тепловую трубу, первая из противолежащих боковых стенок 1 и 2 корпуса 3 которой имеет наклон.ные перегородки 4, установленные по высоте корпуса 3 с образованием зоны 5 испарения, а вторая — примыкает к каналу б для охлаждающей среды и имеет наклонные направляющие в виде гофр 7, образующие с перегородками 4 наклонные щели 8. Канал 6 образован впадинами 9 гофр 7, их гребни 10. снабжены сообщенными со впацинами 9 поперечными выемками 11, а входной и выходной патрубки 12 и 13 канала 6 размещены соответственно в верхней и нижней частях корпуса 3. Над верхней перегородкой 4 размещена дополнительная поверхность 14 зоны 15 конденсации, на стенке 1 снаружи— фотоэлементы 15. Пространство, ограниченное перегородками 4 и стенкой

1, заполнено рабочей х<идксстью 17.

Теплсобменник работает следующим образом.

При подводе солнечной энергии к фотоэлементам 16 в зоне 5 испаре3 1137 ния тепловой трубы испаряется рабочая жидкость 17 пары которой конденсируются в зоне 15 конденсации на поверхности горизонтальных гофр, отдавая скрытую теплоту парообраэования охлаждающей среде. В качестве охлаждающей среды может быть использован, например, воздух, омывающий наружную поверхность гофр 7 и используемый для отопления зданий. 10

За счет того, что гофры 7 образуют наклонные щели 8. с наклонными перегородками 4, конденсат рабочей жидкости 17 стекает с поверхности гофр 7 на нижерасположенные наклонные перегородки 4, и цикл испарение конденсация повторяется.

Теплообменная поверхность зоны

15 конденсации может быть увеличе- 20 на размещением в верхней части корпуса 3 дополнительных поверхностей, которые могут- быть с продольными или поперечными гофрами (не показано).

Подача охлаждающей среды осуществляется через входной патрубок 12 (на фиг. 4 направление движения охлаждающей среды показано стрелками). Пройдя по впадине 9 верхней гофры 7, охлаждающая среда по поперечной выем- З0 ке 11 подается во впадины 9 нижерасположенных гофр 7. Отвод нагретой .охлаждающей среды (воды, воздуха) производится через выходной патрубок 13. Таким образом, наибольший

35 перепад температур между охлаждающей средой и парами рабочего тепло292 4 носителя будет в верхней части кор,.пуса 3. Величина теплового потока, подводимого по высоте зоны 5 испарения, постоянна и, соответственно, количество паров рабочего теплоносителя, генерируемое в зоне 5 испарения, также по высоте корпуса 3 . постоянно. Поэтому в верхней части корпуса 3 конденсируется избыточное количество рабочей жидкости 17.

В результате этого при работе теплообменника происходит непрерывное стекание части рабочей жидкости 17 в виде пленки по нижним сторонам наклонных перегородок 4 и не покрытым рабочей жидкостью 17, участкам внутренней поверхности стенки 1.

В теплообменнике, показанном на фиг. S, интенсификация процесса конденсации в верхней части корпуса 3 достигается также увеличением поверхности теплообменной зоны. 15 конденсации в этой части.

Таким образом, интенсификация процесса конденсации в верхней части корпуса позволяет как равномерно распределить теплоноситель по поверхности стенки корпуса со стороны зоны испарения, так и интенсифицировать конвекцию паров рабочей жидкости. Это позволяет повысить эффективность и надежность работы теплообменника, особенно в качестве гелиоприемника. Дополнительно эффективность повышается за счет увеличения поверхности теплообмена в зоне конденсации.

1137292

Составитель К.Заграничная

Редактор К.Волощук Текред A.À÷, Корректор Г.Решетник

Заказ 10508/28

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4