Пластинчатый теплообменник

Авторы патента:

КЛАПИШЕВСКИЙ Александр Станиславович (UA)

ЦЬОМИК Анатолий Михайлович (UA)

КИЩУК Виктор Павлович (UA)

F24F7/00 - Вентиляция

F24F12/00 - Использование системы рекуперации энергии при кондиционировании воздуха, вентиляции или экранировании (с передачей тепла и влажности между подаваемым и уносимым воздухом F24F 3/147; теплообмен вообще F28)

Владельцы патента RU 2633818:

Частное Акционерное Общество "Вентиляционные системы" (UA)

Изобретение относится к пластинчатым теплообменникам, которые предназначены для обеспечения теплообмена между приточным и вытяжным воздухом. Пластинчатый теплообменник содержит пакет параллельных рельефных пластин в форме шестиугольника по периметру, где смежные пластины контактируют друг с другом и формируют каналы, при этом каждая пластина содержит раму в форме шестиугольника и направляющие внутри рамы, где с одной стороны пластины направляющие выполнены плоскими, а с другой стороны пластины - выступающими, две параллельные стороны рамы пластины выполнены с фасками, а две другие параллельные стороны рамы пластины выполнены с углублениями, где стороны рамы с фасками одной пластины прилегают к сторонам рамы с углублениями другой пластины, а ширина сторон рам с фасками больше ширины сторон рам с углублениями, причем стороны рамы с углублениями выполнены с отверстиями, через которые поступает и (или) выходит воздух, проходит по каналам. Конструкция устройства и наличие фасок в пластинах обеспечивает пологий и ламинарный поток воздуха, что в свою очередь снижает аэродинамическое сопротивление и уменьшает шум при протекании воздуха через теплообменник. 5 ил.

Изобретение относится к области кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам, предназначенным для обеспечения теплообмена между приточным и вытяжным воздухом.

Известный пластинчатый теплообменник [Патент RU №10861 U1, F28D 1/02 от 02.03.1999], который содержит плоские пластины и гофрированные пластины-вставки, расположенные поочередно и которые примыкают друг к другу. Гофры выполнены в виде выступов и впадин, чередующихся между собой. За счет чередования выступов и впадин, выполненных на гофрированных пластинах-вставках, между плоскими и гофрированными пластинами-вставками образуются попеременно противоточные каналы для рабочих сред.

Известный пластинчатый теплообменник [Патент RU №119085, F28D 9/00 от 17.04.2012], который содержит параллельные пластины с выштамповками гофр. Смежные пластины контактируют друг с другом вершинами гофр и формируют попеременно противоточные каналы для рабочих сред. Каналы для рабочих сред расположены под углом друг к другу.

Известный пластинчатый теплообменник [Патент US №2007107221, F24F 12/00 от 20.10.2006], принятый за ближайший аналог, который содержит два типа разнопрофильных пластин, чередующихся между собой. Пластины выполнены в форме шестиугольника с рамой и элементами внутри рамы. Одна из сторон каждой пластины выполнена гладкой, на другой стороне каждой пластины выполнены направляющие в виде выпуклых элементов, идущих от одной боковой стороны рамы, через центральный участок, к параллельной другой боковой стороне рамы. При укладке пластин друг на друга выпуклые элементы формируют зазор между пластинами, образуя каналы для потоков воздуха. На других параллельных боковых сторонах каждой из пластин выполнен ровный участок. Ширина торцевых сторон одинакова. Пластины герметично соединены между собой по очереди, например, параллельные торцевые стороны с ровным участком одной из пластин соединены с параллельными торцевыми сторонами с выпуклыми элементами другой из пластин.

Недостатком аналогов является высокое аэродинамическое сопротивление потоку воздуха между разнопрофильными пластинами, которое возникает из-за турбулентности и завихрения потока воздуха и приводит к значительным энергозатратам в системе, где устройство применяется. Кроме того, в результате движения воздуха через каналы, при применении таких пластинчатых теплообменников в системах (устройствах) очистки воздуха увеличивается сопротивление потоку воздуха и возникает шум.

Задачей изобретения является уменьшение энергозатрат пластинчатого теплообменника, а именно снижение аэродинамического сопротивления потоков воздуха между пластинами, путем изменения конструктивных элементов.

Поставленная задача решается конструкцией пластинчатого теплообменника с пластинами в форме шестиугольника. Каждая пластина имеет раму в форме шестиугольника и элементы внутри рамы. Внутри рамы каждая пластина содержит направляющие, где с одной стороны пластины они выполнены плоскими, а с другой - выпуклыми. Пластины со стороны, где направляющие выполнены плоскими, содержат дополнительное сплошное покрытие по всей площади. Две параллельные стороны рамы пластины выполнены с фасками, две другие параллельные стороны рамы пластины выполнены с углублениями. Стороны с углублениями выполнены с отверстиями, через которые поступает и (или) выходит воздух, протекающий по каналам. Ширина боковой стороны рамы с фаской каждой пластины больше ширины каждой стороны рамы с углублением.

Пластины соединены в теплообменнике таким образом, что направляющие элементы образуют каналы для потоков воздуха, причем сторона рамы с фаской одной пластины прилегает к стороне рамы с углублением другой пластины.

Так как ширина боковой стороны рамы с фаской больше ширины боковой стороны рамы с углублением, создается плавный переход для потока воздуха. Получаем возможность плавного потока воздуха на входе (выходе) теплообменника, уменьшение шума при этом.

Суть изобретения объясняется следующими чертежами, где:

Фиг. 1 (а, б) - общий вид пакета пластинчатого теплообменника в корпусе (варианты)

Фиг. 2 - профиль пластины теплообменника (а) и прилегающей к ней следующей пластины теплообменника (б) с изображением направления движения потока воздуха;

Фиг. 3 - вариант формы пластины теплообменника;

Фиг. 4 (а, б) - схематическое изображение движения потоков воздуха на входе теплообменника при пластинах с фасками (а) и при пластинах без фасок (б) (сравнение)

Фиг. 5 (а, б) - общий вид пластины теплообменника (варианты).

Теплообменник (1) состоит из пластин (2, 3), примыкающих друг к другу. Пластины (2, 3) выполнены в форме шестиугольника с рамой. С одной стороны поверхность каждой пластины (2, 3) выполнена плоской, а с другой стороны на пластинах (2, 3) выполнены волнообразные (или другой формы), выпуклые с одной стороны пластин направляющие (4). Направляющие направлены от одной стороны рамы пластины (2, 3), через центральный участок, к параллельной ей другой стороне рамы. По всей длине боковой стороны рамы с направляющими (4) выполнено углубление (6). На центральном участке пластин (2, 3) могут быть выполнены дополнительные горизонтально ориентированные направляющие (4). По всей длине двух других параллельных сторон рам каждой из пластин (2, 3) выполнена плавная фаска (5). При укладке пластин (2, 3) друг на друга направляющие (4) формируют зазор между пластинами (2, 3), тем самым образуют каналы для потоков воздуха и обеспечивают направление потока воздуха. Пластины (2, 3) герметично соединены между собой по очереди, например, параллельные стороны рамы пластины, содержащие фаски (2), соединены с параллельными сторонами рамы пластины, содержащие углубление (3), и наоборот. За счет того, что ширина боковой стороны рамы с фаской (5) больше ширины боковой стороны рамы с углублением (6), при соединении пластин (2, 3), перед каналами для потоков воздуха, которые образуются между пластинами, выполнен плавный переход с минимально возможным сопротивлением для потоков воздуха. Плавный переход устраняет необходимость резкого изменения направления движения воздуха. Пластины (2, 3) могут быть выполнены из пластика (например, полиэтилена, поликарбоната и др.) или из металла. Пакет теплообменника (1) размещен в корпусе (7).

Теплообменник работает следующим образом.

Рабочая среда, например свежий воздух, поступает в каналы (8), образованные между пластинами (2, 3) с одной стороны теплообменника (1), и направляется по направляющим (4), и выходит с противоположной параллельной стороны теплообменника (1). Поток воздуха на входе и выходе происходит с минимальным аэродинамическим сопротивлением благодаря плавному переходу в виде фасок. Аналогично, вторая рабочая среда, например воздух, удаляемый из помещения, поступает с противоположной стороны теплообменника (1) в каналы (9), образованные между пластинами (2, 3), и направляется вдоль направляющих (4) в другую сторону. Рабочие среды между собой не перемешиваются. Теплообмен происходит по всей площади пластин (2, 3).

Таким образом, за счет изменения конструкции устройства получили возможность достичь эффективного теплообмена с одновременным снижением аэродинамического сопротивления. Наличие фаски обеспечивает пологий и ламинарный поток воздуха на входе (выходе) и уменьшает шум и сопротивление при протекании воздуха через теплообменник.

Пластинчатый теплообменник, который содержит пакет параллельных рельефных пластин в форме шестиугольника по периметру, где смежные пластины контактируют друг с другом и формируют каналы, отличающийся тем, что каждая пластина содержит раму в форме шестиугольника и направляющие внутри рамы, где с одной стороны пластины направляющие выполнены плоскими, а с другой стороны пластины - выступающими, две параллельные стороны рамы пластины выполнены с фасками, а две другие параллельные стороны рамы пластины выполнены с углублениями, где стороны рамы с фасками одной пластины прилегают к сторонам рамы с углублениями другой пластины, а ширина сторон рам с фасками больше ширины сторон рам с углублениями, причем стороны рамы с углублениями выполнены с отверстиями, через которые поступает и (или) выходит воздух, проходит по каналам.

Изобретение относится к вентилятору, не имеющему лопастей в зоне выхода потока и предназначенному для систем эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов.

Система естественной вентиляции // 2630208

Изобретение относится к системам естественной вентиляции помещений, обеспечивающим приток воздуха от внешней среды без открывания окон. Задачей изобретения является создание простой конструкции системы естественной вентиляции, которая может быть установлена при монтаже оконного проема и радиатора или после него, а также исключение образования конденсата на оконных стеклах.

Малошумная вентиляционная установка кочетова // 2623912

Изобретение относится к машиностроению. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров вентиляционной установки.

Вентиляционный проем для выравнивания давления для использования в узле воздушного летательного аппарата // 2623362

Изобретение относится к вентиляционным проемам для выравнивания давления для использования в узлах воздушных летательных аппаратов. Вентиляционный проем содержит отверстие и множество заслонок, расположенных в отверстии вентиляционного проема.

Крышный радиальный вентилятор дымоудаления и вентиляции // 2618416

Изобретение относится к устройствам дымоудаления и вытяжной вентиляции с радиальным потоком, а именно к радиальным (центробежным) вентиляторам дымоудаления и вентиляции, устанавливаемым на крышах зданий и обеспечивающим удаление дыма, газов и воздуха из помещений здания при возникновении пожара или загазованности за счет естественной тяги.

Дефлектор // 2615710

Изобретение относится к области строительства, и именно к дефлекторам для трубных вентиляционных устройств, устанавливаемых на кровле, и может быть использовано в системах вентиляции зданий и сооружений.

Кондиционер с самонастраивающейся системой осушительного и испарительного охлаждения // 2615685

Заявляемое решение относится к области кондиционеров, применяемых для обслуживания производственных помещений литейных заводов. Технический результат - обеспечение в кондиционере нулевого энергопотребления: на охлаждение приточного воздуха до конечной температуры 19°С и его относительной влажности 0,6 при температуре вытяжного воздуха 23-25°С и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне 11÷30°С и на нагревание приточного воздуха до конечной температуры 19°С и его относительной влажности 0,6 и 0,57 при температуре вытяжного воздуха 23°С и изменении температуры наружного воздуха в диапазоне 10÷(-30)°С.

Централизованная система рекуперации тепла быстровозводимых сооружений // 2611028

Изобретение относится к области энергосбережения, а именно к устройствам для утилизации тепловой энергии приточного и вытяжного воздуха в системах вентиляции. Целью настоящего изобретения является разработка централизованной системы рекуперации тепла, рассеянного на конструкции сооружения с возможностью утилизации избыточной тепловой энергии для водоподготовки в системе горячего водоснабжения.

Механическая регулируемая система вентиляции // 2607883

Изобретение относится к системам механической вентиляции принудительного типа с автоматическим регулированием расхода воздуха и может быть использовано для раздачи воздуха в помещениях общественных и промышленных зданий.

Рециркуляционный воздухораспределитель // 2607609

Изобретение относится к системам вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для создания оптимальных параметров микроклимата в помещениях административных и офисных зданий.

Кондиционер с самонастраивающейся системой осушительного и испарительного охлаждения // 2615685

Система гелиотеплохладоснабжения // 2610406

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах.

Установка утилизации тепла оборудования // 2607874

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами. Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации воды от технологического оборудования.

Блок силовой газоперекачивающего агрегата // 2606297

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке газоперекачивающих агрегатов. Блок силовой газоперекачивающего агрегата, содержащий газотурбинную установку (ГТУ), расположенную в герметичном отсеке, соединенном с воздухозаборным трактом, снабженным вентилятором, и с воздуховодом отвода горячего воздуха, отличающийся тем, что блок силовой дополнительно снабжен воздуховодом отбора подогретого воздуха, сообщающим герметичный отсек с воздухозаборным трактом перед вентилятором.

Кондиционер с гибридной системой осушительного и испарительного охлаждения // 2594967

Изобретение относится к области кондиционеров, обеспечивающих рекуперацию теплоты/холода и влаги с адиабатическим увлажнением до заданных значений температуры и относительной влажности.

Ламинированная сульфированным блок-сополимером мембрана для вентиляции с рекуперацией энергии // 2587445

Изобретение относится к ламинированной мембране для использования в центральном блоке вентиляционной системы с рекуперацией энергии для обмена теплом и паром между двумя независимыми входящим и выходящим воздушными потоками без их перемешивания.

Способ работы мультизональной системы кондиционирования и мультизональная система кондиционирования // 2551065

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Мультизональная система кондиционирования с переменным расходом хладагента, реализующая способ ее работы, на основе паровой компрессионной холодильной машины включает наружный блок, в корпусе которого установлен выносной компрессорно-конденсаторный агрегат или выносной конденсатор с воздушным теплообменником и вентилятор, при этом воздушный теплообменник снабжен, по меньшей мере, одним инфракрасным нагревателем, связанным с блоком управления, к которому подключены датчик температуры воздуха в корпусе наружного блока, и датчик температуры хладагента на выходе из воздушного теплообменника.

Вентиляционное устройство с переменным пропусканием воздушных потоков // 2550331

Настоящее изобретение относится к вентиляционному устройству. Оно выполнено с возможностью управления траекториями первого и второго воздушных потоков для попеременного их протекания в первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты или из них для обеспечения теплообмена между этими двумя воздушными потоками, причем указанное устройство содержит первый воздушный канал, выполненный с возможностью соединения с первым указанным объектом, и второй воздушный канал, выполненный с возможностью соединения со вторым указанным объектом, при этом устройство содержит перегородку, разделяющую первый и второй воздушные каналы вдоль части их длины, причем устройство дополнительно содержит один первый воздушный проход между воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения части первого воздушного потока из первого воздушного канала во второй воздушный канал, и один второй воздушный проход между первым и вторым воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения части второго воздушного потока из второго воздушного канала в первый воздушный канал, при этом по меньшей мере один воздушный проход имеет отверстие, выполненное в перегородке.

Способ использования атмосферного теплового насоса в системах кондиционирования воздуха зданий с рекуперацией тепловой энергии и влажности вытяжного воздуха и устройство для его реализации // 2525818

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха зданий при использовании рекуперации тепловой энергии и влажности. Способ использования теплового насоса, в котором поток атмосферного воздуха подается на первый теплообменник теплового насоса, передающий тепловую энергию от первого теплообменника на второй теплообменник теплового насоса, который передает тепловую энергию воздушному потоку внутреннего воздуха, после чего поток атмосферного воздуха направляют обратно во внешнюю атмосферу, а воздушный поток внутреннего воздуха распределяется внутри здания, отличающийся тем, что поток атмосферного воздуха направляют внутрь теплового контура здания для всей последующей обработки, затем к потоку атмосферного воздуха подмешивают поток внутреннего вытяжного воздуха с образованием потока, который пропускают предварительно через камеру сбора конденсата, а затем через первый теплообменник, к потоку же внутреннего воздуха подмешивают поток внешнего воздуха с образованием потока, который последовательно направляют во второй теплообменник и на увлажнитель, после чего поток распределяют внутри здания, при этом все теплообменники теплового насоса располагают внутри здания.

Устройство для подготовки воздуха с использованием теплового насоса // 2514556

Изобретение может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется очистка и подогрев газовых потоков, в частности в сушильных установках химической и пищевой отраслей промышленности, а также в вентиляционных системах зданий.

Способ и устройство для размораживания испарителя применительно к установке кондиционирования воздуха // 2638704

Группа изобретений относится к устройствам кондиционирования воздуха. Способ и устройство для размораживания испарителя в тепловом насосе применительно к установке кондиционирования воздуха, причем указанная установка кондиционирования воздуха включает регулируемое устройство регенерации тепла. Указанный тепловой насос включает систему циркуляции холодильного агента с холодильным агентом, а также по крайней мере один компрессор, по крайней мере один конденсатор, по крайней мере один первый расширительный клапан и по крайней мере один испаритель. Далее указанный тепловой насос включает по крайней мере один четырехходовый клапан, расположенный по ходу движения потока после компрессора и перед конденсатором, причем указанный четырехходовый клапан предназначен для изменения направления движения потока холодильного агента в системе циркуляции холодильного агента, посредством чего холодильный агент направляется на испаритель вместо конденсатора, минуя расширительный клапан. Указанное устройство регенерации тепла предназначено для регенерации энергии из первого потока воздуха и переноса ее во второй поток воздуха, причем испаритель расположен в первом потоке воздуха по ходу движения потока после устройства регенерации тепла, а конденсатор расположен во втором потоке воздуха по ходу движения потока после устройства регенерации тепла. Тепловой насос включает резервуар и второй расширительный клапан, которые расположены между первым расширительным клапаном и конденсатором, причем первый расширительный клапан регулирует поток холодильного агента через испаритель, а второй расширительный клапан регулирует уровень холодильного агента в резервуаре во взаимодействии с первым расширительным клапаном с целью получения регулируемого количества холодильного агента и сбалансированного противодавления в конденсаторе при неполной нагрузке компрессора. Способ размораживания испарителя отличается тем, что когда в испарителе происходит образование инея, температура холодильного агента, проходящего через испаритель, повышается. Одновременно с этим устройство регенерации тепла регулируется в сторону понижения, посредством чего достигается одновременное нагревание испарителя как изнутри путем повышения температуры холодильного агента, так и снаружи с помощью первого потока воздуха, температура которого повышается, когда регенерация тепла уменьшается, и таким образом испаритель размораживается. Техническим результатом является уменьшение времени размораживания испарителя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.