Теплообменник

 

Использование: в теплообменниках, используемых в устройствах для кондиционирования воздуха. Сущность изобретения: в корпусе теплообменника расположены горизонтально орошаемые трубчатые воздуховоды, имеющие в поперечном сечении плоскоовальную форму и сообщающиеся с межтрубным пространством посредством прорези или перфорации в нижней стенке. Прорезь может быть выполнена с отогнутыми внутрь полости воздуховода кромками, или с пластинами, образующими щелевидный канал. Возможно также использование пластинок из несмачиваемого водой материала, закрепленных в прорези, перфорации или щелевидном канале. На верхней стенке воздуховодов может быть расположено продольное ребро. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменникам, используемым в устройствах для кондиционирования воздуха.

Известны теплообменники, состоящие из расположенных с зазорами трубчатых воздуховодов (см. например, патент N 1808074, кл. F 24 FЗ/14).

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является теплообменник для устройств кондиционирования воздуха, содержащий корпус и расположенные горизонтально орошаемые трубчатые воздуховоды, имеющие в поперечном сечении плоскоовальную фоpмy (см. а.с. СССР N 319816, кл. F 24 FЗ/14, 1971).

Существенным недостатком известного решения является то, что воздух, проходящий через трубчатые воздуховоды, не участвует непосредственно в процессе теплообмена в межтрубном пространстве.

Поэтому использование известных теплобменников в устройствах для кондиционирования с орошаемой водой теплообменной поверхностью не является достаточно эффективным.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообменника путем интенсификации теплообмена в результате устранения отмеченного недостатка.

Изобретение поясняется чертежем, на котором изображены: на фиг. 1 теплообменник, поперечный разрез; на фиг. 2 трубчатый воздуховод, поперечный разрез (вариант с щелевой прорезью); на фиг. 3 то же (вариант с отогнутыми внутрь трубы кромками); на фиг. 4 те же (вариант с щелевым каналом) на фиг. 5 то же (вариант с вертикальной пластиной из несмачивающегося водой материала); на фиг. 6 трубчатый воздуховод, вид сбоку (вариант с пилообразными пластинами).

В корпусе 1 теплообменника расположены горизонтально орошаемые трубчатые воздуховоды 2, имеющие в поперечном сечении плоскоовальную форму. Между воздуховодами 2 имеются зазоры 3, образующие межтрубное пространство, сообщающееся с полостью трубчатых воздуховодов 2.

Плоскоовальное поперечное сечение воздуховодов 2 образовано параллельными боковыми стенками 4, соединенными криволинейными, например, по радиусу, верхней и нижней стенками (на чертеже не обозначены).

Воздуховоды 2 могут быть расположены в корпусе 1 по различной схеме (шахматная, ступенчатая, коридорная и др.). При этом обязательным условием является совпадение направления параллельных стенок 4 и силы тяжести.

Трубчатые воздуховоды 2 сообщаются с межтрубным пространством корпуса 1 различным образом, например посредством щелевых прорезей 5 (фиг. 2), расположенных вдоль образующей трубы в ее нижней криволинейной стенке.

Участки трубы, примыкающие к кромкам 6, образующие прорезь 5, могут быть отогнуты внутрь трубы и расположены под углом к ее боковым стенкам 4 (фиг. 3).

Вертикальные пластины 7, расположенные в плоскости силы тяжести и прикрепленные к кромкам 6, образуют щелевой канал 8 (фиг. 4), причем нижняя кромка пластин 7 может иметь пилообразную форму (фиг. 6).

В щелевой прорези 5 может быть расположена пластина 9 из несмачивающегося водой материала (фиг. 5), например тефлона.

За верхней криволинейной стенке трубы может быть закреплено продольное ребро (на чертеже не показано).

При орошении трубчатых воздуховодов 2 и подаче воздуха на их поверхности образуется и испаряется водяная пленка, благодаря чему реализуется принцип косвенно-испарительного охлаждения воздуха, проходящего по воздуховодам 2.

Как показали предварительные исследования и расчеты, именно плоскоовальная форма поперечного сечения воздуховодов 2 совместно с прорезями 5 создают оптимальные условия обтекания их воздушным потоком и интенсификацию теплообмена, в результате чего обеспечивается равномерность водяной пленки на поверхности воздуховодов 2 и ускоренный отрыв образующихся на нижней стенке воздуховодов капель воды. Ускорение отрыва капель воды происходит также за счет инфильтрируемого воздуха через прорезь 5.

Конкретный вариант выполнения прорези 5 должен определяться в каждом отдельном случае в зависимости от реальных условий использования теплообменника, т. е. в соответствии с расходом и напором воздуха, воды, климатическими условиями и конструктивными особенностями устройства в целом.

Однако, в любом варианте, предлагаемое принципиальное решение значительно уменьшает аэродинамическое сопротивление теплообменника и сопротивление теплопередачи, поскольку ускоренный отрыв капель не дает утолщаться пленке воды, стекающей по наружной поверхности трубчатых воздуховодов 2.

Кроме того, через прорезь 5 обеспечивается сток конденсата, который может образовываться внутри воздуховодов 2 при некоторых режимах работы кондиционера, в котором используется этот теплообменник.

По предварительным данным изобретение повышает теплотехническую эффективность теплообменника на 12 17%

Формула изобретения

1. Теплообменник для устройств кондиционирования воздуха, содержащий корпус и расположенные горизонтально трубчатые воздуховоды, имеющие в поперечном сечении плоскоовальную форму, отличающийся тем, что полость труб сообщена с межтрубным пространством корпуса.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что на нижней стенке каждой трубы выполнены щелевые прорези, расположенные вдоль образующей трубы.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что участки, примыкающие к кромкам прорези, отогнуты внутрь трубы и расположены под углом к ее боковым стенкам.

4. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что к кромкам прорези прикреплены вертикальные пластины, образующие щелевой канал.

5. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в прорези расположена примыкающая к ее кромкам вертикальная пластина из несмачивающегося водой материала.

6. Теплообменник по пп. 1, 2 и 5, отличающийся тем, что нижние кромки пластины имеют пилообразную форму.

7. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на верхней стенке трубы закреплено продольное ребро.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6