Матричный теплообменник

 

МАТРИЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с ; проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред, о тл ичающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повьшения компактности, сетки имеют основу из высокотеплопроводных проволочных элементов, расположенных перпендикулярно стенкам каналов и скрепленных между собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов или нитей, причем элементы основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превышающий диаметр элементов утка, расположенных с шагом, 5 в 10-20 раз превышающим шаг элемен (Л тов основы . фиг.. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1 () 4(51) F 28 D 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3659171/24-06 (22) 02.08.83 (46) 07.04.85. Бюл. У 13 (72) В.А. Рейсиг, Ф.И. Захаров, В.В. Наумов, В.Ф. Хорунов, А.В. Кужель и Ю.Б. Малевский (71) Институт технической теплофизики

АН Украинской ССР и Институт электросварки им. Е.Л. Патона.-53) 621 565.04(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И- 561073, кл. F 28 F 3/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 494588, кл. F 28 D 9/04, 1974, (54) (57) МАТРИЧНЬЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред, о т л ич ающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения компактности, сетки имеют основу из высокотеплопроводных проволочных элементов, расположенных перпендикулярно стенкам каналов и скрепленных между собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов или нитей, причем элементы основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превышающий диаметр элементов утка, расположенных с шагом, 1 в 10 — 20 раз превышающим шаг элементов основы.

1 1149

Изобретение относится к матричным теплообменникам и может быть использовано в химическом, энергетическом машиностроении и на транспорте.

Известны матричные теплообменики, содержащие пакет в виде сеток из ма-. териала с высокой теплопроводностью, между которыми размещены проставки (1) .

1О

Недостатком этих теплообменников является относительно невысокая инTpHcHBHocTb теплообмена.

Известны также матричные теплообменники, содержащие подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред .32).

Недос атками известных теплообменников являются невысокая интенсивность теплообмена при сравнительно больших габаритах.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и повышение компакт-, 5 ности °

Поставленная цель достигается тем, что в матричном теплообменнике, содержащем подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред, сетки имеют основу из высокотеплопроводных проволочньгх элементов, расположенных перпендикулярно стенкам каналов и скреплен35 ных между собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов или нитей, причем элементы основы имеют диаметр, по крайней

4О мере в пять раз превышающий диаметр элементов утка, расположенных с шагом, в 10-20 раз превышающим шаг элементов основы. !

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез, на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — пакет теплообменника без коллекторов, на фиг. 4 — фланец пакета; на фиг. 5 — фрагмент сетки 5О пакета, на фиг. 6 — проставка, Теплообменник содержит подключенный к коллекторам 1 и 2 пакет 3 сеток 4, чередующихся с проставками 5, имеющими нечетное количество 55 окон 6 и образующими с сетками 4 каналы 7 и 8 для рабочих сред. Сетки 4 имеют основу из высокотеплопро118 2 водных проволочных элементов 9, расположенных перпендикулярно стенка-. ми 10 каналов 7 и 8 и скрепленных между собой посредством утка из низк от еплопро водных пр о волочных элементов 11 или нитей. Элементы 9 основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превышающий диаметр элементов 11 утка, расположенных с шагом, в 10-20 раз превышающим шаг элементов 9 основы. При этом проставки 5 имеют толщину, не превышающую утроенной толщины сеток 4. Перекрестное движение рабочих сред организовано в пакете 3 путем перекрытия через одно из окон 6 в крайних проставках 5 с помощью установки по двум противоположным краям пакета 3 фланцев 12 с окнами 13 и перемычками 14 и выполнения в двух других сторонах пакета 3 после его сборки прорезей 15, доходящих до заглушенных перемычками 14 фланцев 12 окон

6 в крайних проставках 5.

Теплообменник работает следующим образом.

Рабочие среды, проходя перекрестным током по каналам 7 и 8 пакета

3, обмениваются теплом через их стенки 10 и элементы 9 основы сеток 4. Подвод и отвод рабочих сред к каналам 7 и 8 осуществляется через коллекторы 1 и 2, окна 13 фланцев 12 и прорези 15 в противоположных боковых сторонах пакета 3. Теплообмен при этом интенсифицируется за счет турбулизации потоков на элементах

9 основы сеток 4, а перетечки тепла минимизируются за счет выполнения элементов 1,1 утка сеток 4 из нете— плопроводного материала и имеющими диаметр, меньший диаметра элементов 9 основы, а также расположенными с большим относительно последних шагом.

В зависимости от условий работы теплообменника проставки могут бьггь металлическими, керамическими или полимерными. Проставки и сетки могут быть выполнены,с антикоррозионным покрытием. Жесткое соединение конструкции может бьггь осуществлено с помощью клейки, пайки или диффузионной сварки.

Нечетное количество окон в проставках дает возможность расположить каналы с греющей средой между каналами с обогреваемой средой, уменьшая

3 тем самым перетечку тепла к наружным поверхностям теплообменника и потери в окружающую среду. При этом выравнивается поле температур в теплообменник е, уменьшаются т епловые перекосы конструкции.

Расположение каналов для прохода сред во взаимно перпендикулярных

1149118 4 плоскостях (перекрестный ток) позво- ляет объединить их двумя входными и двумя выходными коллекторами.

Это количество коллекторов сохраняется при различной компоновке матричных элементов в теплообменнике, что существенно повышает как компактность, так и надежность конструкции. фи 8.,7

1149118

Составитель Ю.Карпенко

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Бабинец

Корректор Б.Бутяга

Заказ 1862/28

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4