Теплообменная установка

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева протяженных объектов, например дорожного покрытия, лестничных маршей, теплиц и т.п. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности установки. Установка содержит два заполненных промежуточным легкокипящим жидким теплоносителем /Т/ 1 замкнутых горизонтальных коллектора /К/ 2 с присоединенными к ним гравитационными тепловыми трубками /ТТ/ 3, конденсационная часть которых расположена в обогреваемом объекте /дорожном покрытии/ под небольшим уклоном к горизонту. Внутри коллекторов 2 между ТТ поперечно 7 установлены перегородки из высокотеплопроводного материала с образованием для каждой ТТ автономной испарительной зоны. При конденсации в ТТ пара Т, образующегося при нагреве Т в коллекторе 2, теплота через стенки ТТ передается к дорожному покрытию, нагревая его. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В1:ЕФ4Ю

1!АТЕНТИ- )

Е,ЛБй !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4317894/24-06 (22) 20.10.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (71) Московский институт по изысканиям и проектированию инженерных сооружений (72) С. И. Викулин, А. В. Сиванбаев, Ю. С. Сендерович и Ю. Л. Розинский (53) 621.565.58 (088.8) (56) Патент США № 4566527, кл. F 28 D 13/00, опублик. !986. (54) ТЕПЛООБМЕННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева протяженных объектов, например дорожного покрытия, лестничных маршей, теплиц и т. п. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности уста„„Я0„„1495628 А 1 511 4 F 28 D !5/02

2 новки. Установка содержит два з;н<олненных промежуточным лсгкокипян(нм жидким теплоносителем (Т) замкнутых горизонтальных коллектора (К) 2 с присоединеннымии к ним гравитационными т(ил <)выми трубками (ТТ) 3, конденса цн<) ни ни часть которых расположена в обогреннсмом объекте (дорожном покрытии) под t<((!(),) ишим уклоном к горизонту. Внутри кол )(),z<)ров 2 между ТТ поперсчно 7 установлсны псрегородKH из высокотеп,юпрон(>дн<>го материала с образованием для каж ц>й ТТ автономной испарительной зоны. 11ðè конденсации в ТТ пара Т, образующегося при нагреве Т в коллекторе 2, теплота через стенки ТТ передается и дорожному покрытию, нагревая его, 4 ил.

1495628

3

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для обогрева протяженных объектов, например дорожного покрытия, лестничных маршей, теплиц и т. п.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности установки.

На фиг. 1 изображена теплообменная установка, поперечный разрез; на фиг. 2— то же, план; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 2.

Установка содержит два заполненных промежуточным легкокипящим жидким теплоносителем 1 замкнутых горизонтальных коллектора 2 с присоединенными к его боковой поверхности в верхней части гравитационными тепловыми трубками 3, конденсационная часть которых расположена в обогреваемом объекте, например дорожном покрытии, имеющем подушку 4 из гравия, насыпанного на бетонное основание 5. Эта часть тепловых трубок 3 установлена под небольшим углом к горизонту (5 — 6 ) с уклоном в сторону коллектора 2 для обеспечения стока в него конденсата.

В каждом коллекторе 2 под слоем промежуточного теплоносителя 1 установлена теплообменная труба 6 для подачи греющей среды. Для увеличения поверхности теплообмена на теплообменную трубу 6 нанесено пористое покрытие 7.

Внутри коллекторов 2 между тепловыми трубками 3 поперечно установлены перегородки 8 из высокотеплопроводного материала, например, меди с образованием для каждой тепловой трубки автономной испарительной зоны 9, Установка работает следующим образом.

Геотермальная вода, пар или теплая вода из обратной линии теплоцентрали подается в теплообменную трубу 6. Теплота горячей воды передается теплопроводностью через стенки трубы 6 и пористое покрытие 7 к промежуточному теплоносителю 1.

Теплоноситель 1 испаряется и поступает в зону конденсации тепловых трубок 3, заделанных в подушку 4 покрытия. Затем пар конденсируется на более холодных стенках горизонтальных участков зоны конденсации, которые холоднее из-за окружающего материала холодного дорожного покрытия, охлажденного атмосферой. При конденсации пара на стенках зоны конденсации тепловой трубки 3 он отдает скрытую теплоту испарения, которая передается теплопроводностью через стенки тепловых трубок 3 к дорожному покрытию, тем самым нагревая его.

Благодаря непрерывно направленному вниз уклону от дальнего конца тепловых трубок 3 к коллектору 2 промежуточный теплоноситель 1 стекает обратно в свою испарительную зону 9, образованную цилиндрическими стенками коллектора 2 и пере5

4 городками 8, под действием силы тяжести, после чего цикл повторяется.

Распределительные тепловые трубки 3 подсоединены и исходят из коллектора 2, разделенного высокотеплопроводными перегородками 8, причем в случае большой ширины дорожного полотна коллекторы 2 прокладываются по его обеим сторонам.

Это придает каждой отдельной тепловой трубке 3 полную автономность в работе, что в значительной степени повышает эксплуатационную надежность всей теплообменной установки, Проходящая внутри коллектора 2 теплообменная труба 6 позволяет устройству брать теплоту от геотермальной воды и передавать ее на достаточно большое расстояние практически без потерь, чтобы изотермически нагревать участок дорожного покрытия, в который встроены тепловые трубки 3 через определенные расчетные расстояния.

Известно, что конденсация пара на стенках тепловых трубок 3 стремится снизить местное давление пара в зоне конденсации, что создает градиент давления, который осуществляет конвекцию пара из области фитильно-пористого покрытия 7 в одной из испарительных зон 9 коллектора 2.

Если одна или несколько тепловых трубок 3 имеют более низкую температуру, чем другие, то скорость конденсации в этих трубках при более низких температурах выше, чем конденсация в тепловых трубках 3 с более высоким и тем пература ми. Поэтому благодаря повышенной скорости конденсации давление пара в тепловых трубках 3 с более низкой температурой ниже, чем давление пара в тепловых трубках 3 с более высокой температурой, что вызывает более интенсивный процесс испарения внутри каждой испарительной зоны 9 с более низкой температурой из-за ловышенных теплопритоков от теплообменной трубы 6, нежели чем к трубкам с более высокой температурой. Благодаря наличию высокотеплопроводных перегородок 8 внутри коллектора 2 происходит перераспределение и выравнивание температур, тем самым вызывая и выравнивание температур дорожной поверхности.

Если, например, солнце освещает часть участка дорожной поверхности, а другая часть участка покрытия 7 находится в тени, то теневая часть холодней той части участка, на которую падают солнечные лучи. Это приводит к тому, что трубки 3, заделанные в теневой части покрытия, холоднее трубок 3, заделанных в солнечной части. Однако в результате процессов, протекающих в предлагаемой теплообменной установке, температура затененных участков дорожного покрытия 7 повышается, стремясь достичь температуры участка, освещенного солнцем. Таким образом, зоны — пятна более холодного участка до1495628

Формула изобретения иг. рожного покрытия 7, создающие пятна льда на дороге, опасные для движения, устранены.

Теплообменная установка для обогрева протяженного объекта, например дорожного покрытия, содержащая заполненный промежуточным жидким теплоносителем замкнутый горизонтальный коллектор с присоединенными к его боковой поверхности в верхней части гравитационными тепловыми трубками, конденсационная часть которых расположена в обогреваемом объекте, и установленную в коллекторе под слоем промежуточного теплоносителя теплообменную трубу для подачи греющей среды, оглинаюи аяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, она снабжена перегородками из высокотеплопроводного материала, например меди, поперечно установленными в коллекторе между упомянутыми тепловыми трубками с образованием для каждой из них автономной испарительной зоны.

1495á28

А-А

Составитель К. Харитонов

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

За каз 4248/38 Тираж 569 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101