Теплообменная установка и способ ее работы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскнк

Социалистических

Рыпубпнк

<11700072 (6l ) Донолнительныи к патенту (22) 3ааааеНо 170577 (21) 2480862/24-06 (23) Приоритет — (32) 18 05,76 (33) 7614965 (33) Франция

Опубликовано 25.11,79,Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 25.1179 (5lj М. Кл.

F 28 В 15/00

F 25 В 29/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (SS) УДК 66а045. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Иностранец

) (ак Стерлини (Франция) Я

Иностранная фирма СЕМ Компани Электро-Меканик (Фрайци я) (7!) Заявитель (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ

ЕЕ РАБОТЫ

Изобретение относится к области теплотехники, в частйости к теплообменным установкам и способам их работы, и может быть использовано для передачи тепла от одной жидкости, преимущественно геотермального рассола, меньшей температуры к другой жидкости, имеющей более высокую температуРУ.

Известна теплообменная установка, содержащая включенные в замкнутый контур циркуляции промежуточного теплоносителя испаритель с поверхностью теплообмена, подключенной к патрубку. подвода греющей среды, многоступенчатый компрессор и конденсатор с поверхностью теплообмена, подключенной к патрубку подвода нагреваемой среды.

Способ работы этой установки заключается в том, что подают греющую среду в испаритель,испаряют в последнем промежуточный теплоноситель, сжимают пары и конденсируют их в конденсаторе при подаче в Hего нагреваемой среды (1).

Недостатком известной теплооб- менной установки и, следовательно, известного способа работы являются невысокие коэффициенты теплоотдачи, обусловленные тем, что испарение промежуточного теплоносителя при отборе тепла от греющей среды и конденсация паров промежуточного теплоносителя при передаче тепла нагреваемой среде происходят при постоянных температурах.

Цель изобретения — повышение коэффициента теплоотдачи.

Это достигается тем, что испаритель и конденсатор выполнены в виде последовательно соединенных по греющей и нагреваемой среде соответственно секций, причем .каждые две смежные секции сообщены между собой по пару через ступень компрессора. а по жидкости - через дополнительно установленную в нижней части секции трубку с разбрызгивающими отверстиями на выходном конце.

Между первыми по ходу греющей и нагреваемой среды секциями соответственно испарителя и конденсатора может быть установлена по крайней мере одна промежуточная секция, соединенная на входе по пару с выходом из последней ступени компрессора секции испарителя, а на © выходе " co входом первой ступени компрессора секции конденсатора, а по жидкосги на входе -- с перво%: .. к цией конденсатора, на выходе с первой секцией испарителя. установка может быть снабжена между ступенями компрессора по мень--. шей мере одной секцией, в которой расположена поверхность теплстобме= на как испарителя, ТеК и i

МОй СРВДЫ ПОДКЛЮЧЕН 1(т>.ОВЕРХКОСтти твплообмена нескольких с-.êijèé Koiiдднсатора через клапаны.

Работает теплообмеккая установка следующтим образом: пары пг>оме»(уточногG Tpплоносителя последова-тельно сжимают в ступенях компре=.сора между каждьнги двумя смежHhii H з секциями испарителя и конденсатора жндкую фазу теплоноси=.å.ëÿ напра=-..nRюf по трубке из секции с большей твмпературой в секцию с меньшей т@мпературойт, в количестве, равном количеству паров, проходящих через ступень компрессора между дву(:-я этими секциями z прх: чем ГГ в>сщ5(ю cDBду направляют через секции -«:ñгтарителя в направлении, обратном движе-нию паров теплоносителя -. Бь-Б::-,(я>из секции 0 самой кизкой - =,-: г=-.=. ", рОй а нагреваему. -(! сред",наг.злят:;1 с чере- секции конденсатора =-:-л)-:ра>= ленни движения паров т=.глок:И ВЫВОДЯТ ИЗ СЕКЦИИ :. . С!,!. :0 Яи . О!" температурой:

На фиг., 1 изображена еп(: :-..- .,:.-к"

Н ая уС у ановя а ттт..; секцией „на Аит- . 2 тс!:.;з . -. !-и-;.: свкциями - h> которых Hitаею") c R "..:=-:!. tncOt>MBHНЬтЕ ПОВЕРХHОСТИ,Н т ит - тл" тт так и кон>тенсатар=-, ТЕП>TQQOI!(BКК ая УСТ ",К! Ствя- .: ii з .,-: и сг! ат>и тель 1 :.т QI4it ет:.,",,=; т з ",. ненные из сет пий: ежду .;;-,;-:ыт;,,и j. которых у"тановлена оцна ступень компрессора 3. В секциях исг(ат>.-:-: =.ë-;.

УаСПОЛОжЕНЫ т) ПОД УРОВHB; ЖИДКО тегтоо(>мень>ые поз ет>хн(тс. > -, довательно coejitHHBкные .;е>кд5,,..-тб, -)й

ПО ГРЕЮЩЕЙ СРЕДЕ, ДЛЯ ПОДВС,Ца -.>ЗЕт>— щей среди служит патрубок 4, кото . рый может быть подкл -eí через >(лаг!;-" ны 5 >(теплообменным j!QRep>(.-tсстя> а" .НЕСКОЛЬКИХ Г)ЕРБЫХ ПО ХОДУ греющей средь1 секций испарителя 1.

В секциях конденсатора располож=-HÁ теплообменные поверхности б ) последовательно соединенные между собой. Патрубок б подвода. нагрев-:. — :"

МОй СРЕЦЫ ПОДКЛЮЧЕН К КЕСKOiihKHМ твплообменным поверхностям б через клапаны 7. Каждые две смеЖЙые секции соединены мекду собой пос,—

РЕДСТВОМ УатаНОБЛЕКНОй Б КИИНЕй та!. т т! !". !(j! и и ". <, тт) )б;: (! с pc.>! приз Ги >в атс!

»Л С)(! ттв!З . Я." Б i! !d. ВЫХОДНОМ KGH""

)те т>!е>к)т ; секп!!ями .!Спартителя 1 и к 0 к Д е к c d. О p = 2 1)1 О >!(B !. б ы т ь у с т с1 H О Б л е к а и!О меньшей тер(.)>!тк 3 тт>зотмеж5)т Очи ая, cBi(itHR 9, -B Kci T! QPOé Oт c!JTc TiiУет т сплообменк=.R I!oeep>(itocTh (cM, фиг, 1 .Г Р !>)(B> .() Т () Ч!.!- Б и ("e:;!! И т! 3 СОЕДИНЕН а (-, а

-.(ОЦ!-.- 0 ПаР. (: БЫ>.-:: ),,). ИЗ ПОСЛЕ сс к ей с:. 5 IBH и к О. аресс 0gd. 3 секции

:;и РВ(тй RQ i!Oit,i ГРЕ!С(т(Ей 01ЗЕДЬ1) ИСГ!а. !

)И ТЕЛ R, = .-! Б Би ОЦŠ— СС! Б (ОДОМ ICg" .! " ii ..! !т: i".; >;-!т!-,рес; !Ора > се>(т(итт ,:.с ндек сатора i первой пс ходу н агре (з;.ем(>т с!зеды!) . ОзмОжек i ак>кe:Б=".g: акт Бы!полне.тиn .:Зп)(ообьтент-: Зй устанс)в)(и .".,которой

-16.,еют(-.я t!BQKoльKQ с:- ..!(ттий например сри секции 10 -12 т Б кантор>- - разме"

tBIIhi oijzoapBMBHtRIo как теплообменные

ПОБЕ>З,:..НОСТИ "С) Ит ГтарИТЕЛЯ .:. ТаК

ЕП>З!0001ИЕКН!Ы!Е Л. B-.gc:.H<. - ТИ б

/ с!Ндек с а.: Ора . ., с.-,. фиГ . )

1!. e,"!т, =".: б; ЕН К а . : C!Х ан(j!Á ; а pdt>QTcieT ! Р ЕЮ Ш! л R !O Д а — i B „) !T Bg! Л Г т) Р 3 1 т Х:

I !

::о патрубк5 4 подвоцится Б теплооб-,Енньтв IIC. РХ->ОСТ:-т " а GЦН!Ой сет!ц>1>.; ° !! =,От! е!!R . т -i(itegctò :(ст

Р !(OТ! i >0! I,л, -. .;, t; Е! (Гтт. Рат !)Р(."ЛИ С)т, .: Е гк!С)ЕЗЬ: НЕТ ПОСЛЕДОВ а и

:!т;- лс !тт.с: т -J peç !" е>тц0061)iehjкие тi i;,.. ° .. i.;, hl li Gi iijт (Я ИЗ

;-,::: с!! к.-::- ;ой температ. --!.-,а зЕБавмав СРЕДа С тЕМПЕРа .,-,С!!1 !,; -t,,i Бт>ДИ t C.ß 1!0 Iiaс1>V6K v б К вЂ”::- ттлот-.;! ;.=-,Иной позеР"-!о"- и " б

::,-:кдек(затора 2 !. температура наиболее близка к темпес; БОЗМ! З .КОТИ НЕ:.НО:С ! - .! !:;---:ь I еg а.. :!) ры ., Ь а Г р е Б а! ем а R

;. а —.т>аь,i т -.-р Боде ) Идущая К !

CT:. - И ГЮ г!ОтЕДОВ "ТЕЛЬ—, Зоq Сдтлт ЧЕРЕЗ ТЕПЛООбМЕННЫЕ ПО !- -. а!j б !> Cе jdhic0 K 0 i; !> ем—

*г:-. g а т т, iOOт,

Промежуточный тег(лоноситель,, на!т- -, : !ЕГ а!Нт ЕК ., тп!ИР.(/.Т! .ИРУЕТ ПО ЗНМКНУмежд5) cBKUи ями и си ари-..:=:.i я . . !:) конденсатора 2. Пары проме:;i,:точного теплоноситеяя сжимают меж(у >!(аждь>1)п1 „-,вумя секциями в ступени (MIipeссора 3: и направляют последо--тат ел-..!к о т,: кпии 1 3 испаг>(ттеля 1 и:-.: котсрой зыводят гржслций re>i>10>IQ.—.:и: л:- ..:. секции 1 к;>нденсатора 2,. из .-GTQpGII выводят нагреваемую среду. Те1(пвратура и давление между двумя крайними секциями 13 и .14 ступенЧат О ПОВЬттлтает С Я, В КажДУЮ ПРОМЕжУ:"=чн 5)ьт секцию к ак и спарк тел я, так и кОнДенсатОРа ИОст5(пает часть iciPB и"- смежной секции c t>G>lee кизкой темпе— аатурой H:-кидкая фаза теплоносителя из секции с более высокой темпера"

-(урой. Х(идкость в секцию поступает

700072

5 !

О

65 по трубке 8 через разбрызгивающие отверстия в и частично испарается в этой секции. Количество пара промежуточного теплоносителя, поступающего в секцию, равно количеству жидкой фазы теплоносителя, которое из него выходит. В секции 13 нет ступени компрессора, и вся поступающая в него по трубке 8 жидкость испаряется. В секции 14, аналогичной секции 13, конденсируется весь поступающий в нее пар.

Греющая среда проходит из секции в секцию в направлении, обратном движению пара, а нагреваемая среда - в том же направлении, что и пар.

В промежуточной секции 9 (см. фиг.l), которая устанавливается в случае, когда у интервалов температур То -Т ти Т -Т нет общих участков, происходит мгновенное испарение жидкости, поступающей из первой (по ходу нагреваемой среды) секции конденсатора 2, а также перегрев пара, поступающего из первой (по ходу греющей среды) секции испарителя 1.

В каждой из секций 10-12 (см. фиг.2), наличие которых предусмотрено для случая, когда интервалы температур Т -Т и Т -Т имеют общие

Е участки, теплообмен происходит между греющей и нагреваемой средами путем испарения и конденсации соответственно на теплообменных поверхностях а, б находящегося в секции промежуточного теплоносителя.

При изменении температур Т и Т греющей и нагреваемой сред осуществляют переключение соответственно клапанов 5 и 7 для того, чтобы организовать вход среды в ту секцию, которая имеет наиболее близкую температуру к температурам Т и Т1, Регулирование теплообмена осуществляют посредством изменения подачи жидкости из секции в секцию, которое может быть осуществлено, например, регулирующими органами, размещенными на отверстиях в

Предложенная установка позволяет достичь высоких коэффициентов теплоотдачи благодаря ступенчатому уравновешенному теплообмену между секциями и упростить регулирование теплопередачи.

Формула изобретения

1. Теплообменная установка, содержащая включенные в замкнутый кон,тур циркуляции промежуточного теплоносителя испаритель с поверхностью теплообмена, подключенной к патрубку подвода греющей среды, многоступенчатый компрессор и конденсатор с поверхностью теплообмена, подключенной к. патрубку подвода нагреваемой среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента теплоотдачи, испаритель и конденсатор выполнены в виде последовательно соединенных по греющей и нагреваемой среде соответственно секций, причем каждые две смежные секции сообщены между собой по пару через ступень компрессора, а по жидкости - через дополнительно установленную в нижней части секции трубку с разбрызгивающими отверстиями на выходном конце.

2. Установка по п.1, о т л и ч ающ а я с я тем, чтомежду первыми по ходу греющей и нагревае--. мой среды секциями соответственно испарителя и конденсатора установлена по крайней мере одна промежуточная секция, соединенная на входе по пару с выходом иэ последней ступени компрессора секции испарителя, а на выходе — со входом первой ступени компрессора секции конденсато. ра, а по жидкости на входе — с первой секцией конденсатора, на выходе30 с первой секцией испарителя, 3. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена между ступенями компрессора по меньшей мере одной секцией, в которой расположена поверхность теплообмена как испарителя, так и конденсатора.

4. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что патрубок подвода греющей среды подключен к поверхности теплообмена нескольких секций испарителя через клапаны.

5. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что патрубок подвода нагреваемой среды подключен к поверхности теплообмена нескольких секций конденсатора через клапаны.

6. Способ работы установки по п.1 путем подачи греющей среды в испаритель, испарения в последнем промежуточного теплоносителя, сжатия паров и конденсации их в конденсаторе при подаче в него нагреваемой среды, отличающийся тем, что пары промежуточного теплоносителя последовательно сжимают в ступенях компрессора между каждыми двумя смежными секциями испарителя и конденсатора, жидкую фазу теплоносителя направляют по трубке иэ секции с большей температурой в секцию с меньшей температурой в количестве, равном количеству паров, проходящих через ступень компрессора между этими секциями, причем греющую среду направляют

700072

Составитель И.Ланина

»>ред Л.Алферова КорректорГ.Реиетник

Редактор Т.Загребельная

Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7265/62

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4 через секции испарителя в направлении, обратном движению паров теплоносителя, и выводят из секции с самой низкой температурой, а нагреваемую среду направляют через секции конден".атора в направлении движения паров теплоносителя и выводят из секции с самой высокой температурой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 Р 46585, кл. F 25 В 29/00, 1950.