Способ предотвращения инееобразования в теплообменнике

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Ц1) (51) 4 F 24 F 7/06, F 25 D 21/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й, н двторСноью свидетельству

Ф (2! ) 3977794/31-13 (22) 14.11.85 (46) 07.04.88. Бюл..)1 13 (71) Белорусский политехнический институт (72) С.Н.Осипов и У.О.Саука (53) 621.565 (088.8) (56) Ильин В.П., Креелинь А,Я. Вра щающиеся тепло- и массообменные аппараты для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. - Водоснабжение и санитарная техника, 1972, Р 10, с. 35-37.

Авторское свидетельство СССР

У 1204915, кл. F 28 F 13/14, 1984. (54 ) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИНЕЕОБРАЗОВАНИЯ В ТЕПЛООБМЕННИКЕ (57) Изобретение относится к вентиляции помещения и может быть использо/урдчж дМ вано для утилизации тепла вентиляционных выбросов, а также в других теплообменных системах, в которых необходимо предотвратить инееобразование, требуется поддержание температуры теплообменной поверхности на заданном уровне и не допускается фазовый переход горячего теплоносителя.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и удешевление способа. При реализации способа в теплообменнике, имеющем камеры 0:) 3 для теплоносителя, поддерживают температуру стенки К 3 со сто роны удаляемого воздуха выше температуры замерзания конденсата путем подачи в К 3 теплоносителя. При этом теплоноситель подают в К 3 непрерыв ным потоком с температурой, опреде» ляемой по установленной формуле.2 ил. ф Хй

1386807

Изобретение относится к вентиля 1ии помещений и может быть использовано для утилизации тепла вентиляционных выбросов, а также в других теп" лообменнь1х системах,в которых необКодимо предотвратить инееабразавание, Требуется поддержание температуры теплообменной поверхности на задан ам уровне и не допускается фазовый

1переход горячего теплоносителя.

Целью изобретения является расши;рение технологических возможностей и удешевление способа.

Для осуществления способа в каме- 15 .ру для теплоносителя теплообменника непрерывным потоком подают теплоноситель с температурой, определяемой по определенной формуле.

На фиг.1 изображена схема установ- 20 ки утилизации тепла вентиляционных выбросов, в которой реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 - теплооб ,менник с камерами, аксонометрия.

Теплообменник 1 имеет пластины 2, в которых выполнены камеры 3 для теплоносителя (газообразного или жидкого) . Установка имеет вентилятор 4, датчик 5 температуры,: регулятор 6 температуры, регулирующий клапан 7.

Между пластинами 2 теплообменника 1 установлены дистанционные уплотнительные прокладки 8.

Предлагаемый теплообменник 1 предназначен для утилизации (вторичного 35 использования) тепла вентиляционных выбросов. В нем происходит нагрев приточного воздуха за счет тепла уда. ляемого воздуха. Передача тепла происходит через темлообменную поверхность (пластины), разделяющую потоки воздуха. При относительно низкой температуре и высокой влал.ности уда ляемого воздуха, имеющих место в некоторых видах помещений„ температура 45 теплообменной поверхности такого утио лизатора может оказаться ниже О С.

При этом замерзает выпадающий из удаляемого воздуха конденсат и на теплообменной поверхности образуется слой инея, который постепенно растет и закрывает каналы теплообменника 1. Изза данного явления значительно уве личивается аэродинамическое сопротивление теплообменника и иногда появляется необходимость остановки его работы. Представленный способ предотвращения инееобразования предназна. чен для исключения такого процесса.

Способ осуществляют следующим аб разом.

Движение -.еплоносителей (потоков воздуха) в рассматриваемом примере теплообменника противоточное, т ° е. удаляемый и приточный воздух движут ся в противоположных направлениях.

Следовательно, с точки зрения образования инея самой опасной является зона холодного воздуха и выхода удаляемого воздуха из теплообменника.

В данной зоне каждая пластина выполнена с камерами 3.

Вентилятор 4 обеспечивает подачу . потока теплоносителя в камеры 3 теплообменника.

Теплоноситель подают непрерывным потоком с температурой, определяемой по формуле

1 ((F

=к -(t-к ) — — + — — »

СТ С С

-(t -t ) -- — к гг г ст

1 1 г ((Кг

cC3 »

-t„)), где t — температура подаваемого в ь полость теплообменной па верхности теплоносителя; массовый расход подаваемога в полость теплоносителя; заданная температура теплообменной поверхности со стороны удаляемого воздуха; температура удаляемого и приточного воздуха.;

Сг

-9 к» коэффициенты теплоатдачи от удаляемого воздуха к теплообменной поверхности, от теплообменной поверхности к теплоносителю в полости и от теплообменной поверхности к приточному воздуху; коэффициент увеличения теплаобмена из-за массообмена; площадь теплообмена; теплоемкость теплоносителя °

В качестве теплоносителя, падавае

1 маго в камеру 3, используют смесь холодного приточного воздуха и приточного воздуха, нагретого в этом же утилизаторе. Регулируя соотношение холодного приточного и нагретого при» точного воздуха в такой смеси, ее температуру можно менять в необходимых для данной цели пределах. При необходимости схема может быть дополне-.

1386807

Если температура холодного приточ" а ного воздуха повышается до -20 С соответственно должен измениться и тепловой поток ц, вносимый теплоносителем в полость поверхности. Изменение

q может быть достигнуто изменением з расхода теплоносителя при постоянной его температуре или изменением его температуры при постоянном расходе °

Схема установки (фиг.1) предусматривает при реализации предлагаемого способа то, что и регулятор 6 дает команду на подмешивание к нагретому приточному воздуху определенного количества холодного приточного воздуха, чтобы температура подаваемого в камеру теплоносителя стала равной

F Г К,Г

t 1 + ((.

-Е

3 cT г к С,С (сг г <

t„) " "„ ta V)=-8c.

Таким образом, изменением температуры подаваемого в полость теплоно" сителя ° автоматически предотвращается инееобразование на теплообменной поверхности.

В качестве теплоносителя, подаваемого в полость теплообменной поверхности, может использоваться также и жидкость с необходимыми для выполнения соотношения по приведенной формуле для t свойствами. При использовании воздуха обязательным условием является его низкое влагосодержание, чтобы не началось инееобразование внутри полости.

Способ прост в реализации и позволяет расширить диапазон параметров теплоносителей, при которых теплообменная поверхность надежно защищается от обледенения .

Формула и з о б р е т е н и я

Способ предотвращения инееобраэо.вания в теплообменнике, имеющем камеру для теплоносителя, предусматривающий поддержание температуры стенки камеры со стороны удаляемого воздуха выше температуры замерзания конденсата путем подачи в камеру теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью расширения техноло.—, гических возможностей и удешевления способа, теплоноситель в камеру подают непрерывным потоком с температурой, определяемой по формуле о,.

t =t =(t — t ) ст ст 5О равняться t = -4 С.

При этом массовый расход теплоносителя, подаваемого в камеры 3 (при

55 условии подачи теплоносителя, температура которого равна температуре приточного воздуха эа теплообменником), равняется G> = 0,00067 кг/с. на небольшим нагревателем, обеспечивающим нужную температуру теплоноси« теля. При изменении параметров приточного воздуха соответственно меня5 ется поток тепла q, от камер 3 к при. точному воздуху и нарушается тепловой баланс ° При этом температура теплообменной поверхности со стороны удаляемого воздуха, измеряемая датчи-10 ком 5 температуры, начинает отклоняться от заданной. Регулятор 6 температуры дает команду на изменение положения регулирующего клапана 7, тем самым изменяя соотношение холодного и нагретого воздуха в подаваемом в полость воздухе и в результате и его температуру. Воздух, прошедший через камеру 3 теплообменной поверхности, подается в воздуховод приточФ ного воздуха. Температура теплоносителей меняется по длине теплообменника и соответственно должна меняться и температура камер 3. Необходимое ее изменение может быть достигну- 25 то выполнением камер 3 с переменной шириной. При этом. количество попадающего в нее потока воздуха также меняется.

Пример. Рассматривается зона входа приточного и выхода удаляемого воздуха теплообменника — утилизатора вентиляционных выбросов при следующих условиях: температура приточного о воздуха - 25 С, температура удаляемоо 35

ro воздуха 4 С, коэффициенты теплоотдачи о, = о » = 30 Вт/м К, о, = ,= 60 Вт/м К, коэффициент увеличения теплоотдачи из-за массоотдачи — 2,0, площадь теплообмена рассмат риваемого участка F = 0,04 м - такая площадь соответствует длине учаP стка 0,05 м и высоте теплообменника

0,8 м, заданная температура теплообо менной поверхности t„О С, температура приточного воздуха за утилизао тором 2 С. При перечисленных условиях температура полости теплообменной поверхности должна по уравнению

1386807

10 верхности теплоносителя, G — массовый расход подаваемого в полость теплоносителя; заданная температура тепло« ст обменной поверхности со стороны удаляемого воздуха;

С15 г к

Составитель И.Шабалина

Техред И.Ходанич Корректор В.Гирняк

Редактор Г.Гербер

Заказ 1484/38 Тираж 663 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

F (— t ) -- -- + — -- х

3 т g p 6.3 С G (t -е ) з ст X

1 1

Р (t г, r

063 Ы.„ — е,„) j.

I где t — темпера тура подаваемого в

3 полость теплообменной покоэффициенты теплоотдачи от удаляемого воздуха к.. теплообменной поверхности, от теплообменной поверхности к теплоносителю в полости и, от теплообменной поверхности к приточному воздуху; коэффициент увеличения теплообмена из-за массообмена; плоцадь теплообменной поверхности, теплоемкость теплоносителя; температура удаляемого и приточного воздуха.