Теплообменный аппарат и способ его работы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО ТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву— (22) Заявлено 290978 (21) 2668213/24-06 (51)hh.

F 28 С 3/08

F 28 D 5/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 2309,80. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 230980 (53) УДК 66.045. i (088. 8) (72) Автор изобретения

В. В, Кудрявцев (71) Заявитель (54) ТЕПЛООБИЕННЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ

ЕГО РАБОТЫ

Изобретение относится к теплообменным аппаратам воздушно-испарительного типа с непосредственным кон. .тактом теплообменивающихся сред.

Известны теплообменные аппараты, содержащие кожух с торцовыми решетками, пространство между которыми заполнено гидрофильным материалом с каналами для прохода охлаждаемого воздуха (1).

Перед работой теплообменный аппарат запитывается жидкостью и охлаждение в нем воздуха происходит с помощью адиабатического увлажнения жидкостью, испаряемой из гидрофиль15 ного материала, Однако у этих теплообменников наблюдается повышенный расход жидкости и наличие капельной влаги на выходе из теплообменника при работе с большими скоростями охлаждаемого воздуха, Наиболее характерны эти, процессы для начального периода работы теплообменного аппарата, когда жидкость эжектируется к поверхности гидрофильного материала под действием скоростного напора охлаждаемого воздуха и уносится последним в виде капельной влаги, наличие которой в сис темах кондиционирования воздуха недопустимо. Это orðàíè÷èâает диапазон изменения расходов охлаждаемого в о э духа в о писыв а емых теплообменниках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является теплообменный аппарат для испарительного охлаждения воздуха, содержащий кожух с выходными и входными коллекторами и размещенные внутри кожуха торцовые решетки, соединенные посредством стяжек, причем пространство между решетками заполнено гидрофильным материалом, в котором выполнены каналы для прохода охлаждаемого воздуха (2).

В указанном теплообменнбм аппарате количество влаги, впитываемой единицей веса гидрофильного материала, регулируется при помощи его сжатия стержневыми стяжками, что дает возможность уменьшить унос жидкости в виде капельной влаги при работе теплообменника. Кроме того, калельная влага, находящаяся в потоке.охлалдаемого воздуха, сепарируется на стенках выходного коллектора теплообменного аппарата.

765631!

О

3S

В таком теплообменном аппарате осуществляется известный способ работы путем охлаждения воздуха, адиабатического увлажнения его жидкостью, испаряемой иэ гидрофильного материала, и сепарации неиспарившейся капельной влаги.

Однако известный теплообмеиный аппарат отличается ограниченным ресурсом работы, определяемым количеством жидкости, запитываемьм гидрофильным ма те риалом. К роме того, в этом аппарате длина каналов для прохода охлаждаемого воздуха в гидрофильном материале должна быть достаточной для обеспечения я треб уемой термовл ажнос т ной обработки воздуха в течение всей продолжительности работы теплообменного аппарата, что приводит к увеличению его габаритов и веса за счет объема гидрофильного материала, запитанного жидкостью и непольностью ис пользуемого в процессе работы.

Величина этого дополнительного объема гидрофильного материала ввиду невысо, кой интенсивности процесса тепломассообмена в прямых гладких каналах достигает значительных размеров, что ограничивает применение указанных теплообменников .

Цель изобретения — интенсификация теплообмена, Это дос тиг ае тс я тем, ч то аппа рат дополнительно содержит распылительную форсунку, расположенную во входном коллекторе, и теплообменную поверхность, укрепленную с возможнос тью вращения на центральной стяжке и выполненную в виде концентрически расположенных между форсункой и соответствующей рашеткой секций из жалюэийных гофр; способ работы теплообменного аппарата усовершенствованной конструкции характеризуется тем, что в воздух перед йодачей на охлаждение вводят диспергированную жидкость, а увлажнение его ведут в режиме пленочного течения газожидкостной смеси теплообменной поверхности, На фиг.1 схеМатично изображен описываемый теплообменный аппарат; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1; на фиг.3 — часть фиг.2 в увеличенном масштабе; на фиг.4 —. разрез Б-Б на фиг.3.

Теплообменный аппарат содержит кожух 1, имеющий входной 2 и выходной 3 коллекторы с размещенными в них торцовыми решетками 4 и 5, соединенными при помощи стержневых стяжек 6, и расположенный между решетками 4 и 5 гидрофильный материал 7 с каналами 8 для прохода охлаждаемого воздуха. Во входном коллекторе 2 теплообменного аппарата дополнительно установлена распылительная форсунка 9, а между входной торцовой решеткой 4 и распылительной форсункой 9 размещена с возможностью вращения теплообменная поверхность 10, выполненная в виде концентрически расположенных секций 11 иэ желюзийных гофр 1 2. Теплообменная поверхность 10 установлена на подшипнике, укрепленном на центральной стяжке

13, Перед работой гидрофильный материал 7 теплообменного аппарата запинюается жидкостью в количестве, исключающем ее выброс во время работы.

При работе теплообменного аппарата.жидкость, необходимую для адиабатического увлажнения воздуха, подают в распылительную форсунку 9, обеспечив ающую ее мелкодисперсный распыл, что приводит к интенсификации процесса тепломассообмена за счет развития межфаэной поверхности. Неиспарившаяся жидкость осаждается на теплооб-менной поверхности 10 где происходит дальнейшее увлажнение и охлаждение воздуха в пленочном режиме течения газожидкостной смеси, обеспечивающем более полное смачивание теплообменной поверхности, что интенсифицирует процесс тепломассообмена. Для более равномерного распределения жидкости на теплообменной поверхности 10 последняя размещена с возможностью вращения, возникающего под действием скоростного напора гаэожидкостного потока, изменяющего направление своего движения в концентрически расположенных секциях 11 из жалюэийных гофр 12, Окончательная термовлажностная обработка воздуха происходит в каналах 8 в гидрофильном материале

7, в которых также сепарируется неиспарившаяся капельная влага, Небольшие. колебания тепловой нагрузки на теплообменный аппарат практически не влияют на его выходную температуру, При постоянной подаче жидкости через распылительную форсунку 9,рассчитанную на номинальный режим, уменьшение тепловой нагрузки приводит к накоплению жидкости в теплообменном аппарате за счет ее сепарации в гидрофильном материале, а увеличение — к уменьшению жидкости в теплообменнике, При этом не имеет значения эа счет какого фактора происходит изменение тепловой нагрузки в теплообменном аппарате— за счет изменения расхода охлаждаемого воздуха или за счет изменения его входной температура.

Таким образом, данный теплообменный аппарат и способ его работы значительно интенсифицируют процесс тепломассообмена,что при прочих равных условиях приводит к уменьшению габаритов и веса теплообменника.

Формула изобретения

1, Теплообменный аппарат для испарительного охлаждения воздуха, содер765631

Фиг. i фиг. 1 жащий кожух с входными и выходными коллекторами и размещенные внутри кожуха торцовые решетки, соединенные посредством стяжек, причем пространство между решетками заполнено гид, рофильным материалом, в котором выполнены каналы для прохода охлаждаемого воздуха, о т л и ч а ю щ и и

C я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, аппарат дополнительно содержит распылительную форсунку, расположенную во входном коллекторе, и теплообменную поверхность, укрепленную с возможностью вращения на центральной стяжке и выполненную в виде концентрически расположенных между форсункой и соответствующей решеткой секций из жалюзийных гофр, 2. Способ работы теплообменного аппарата по и, 1 путем охлаждения адиабатическим увлажнением его жидкостьюю, ис па ряемой из гид рофильного ьвтериала, и råïàðàöèè неиспарившей5 ся капельной влаги, о т л и ч а ю шийся тем, что в воздух перед подачей на охлаждение вводят диспергированную жидкость, а увлажнение

его ведут в режиме пленочного течения газожидкостной смеси по теплообменной пов ерхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент CUA Р 2085390, кл, 26 1-104 опублик, 195 3.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 552493, кл. F 28 С 3/08, 1975, 765631

Фиг.5 фиг.4

Составитель В.Подносова

Редактор В. Фельдман Техред Э. Фе о Коррек тор Ю.Макаренко

Заказ 6491/38 Тираж 69 7 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыТий

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

Филиал ППП Патент, r .Óæropîä, ул .Проектная, 4