Секция десублиматора

 

Изобретение относится к области холодильной техники и позволяет интенсифицировать процесс десублимации водяных паров. Это достигается тем, что заземляют теплообменную поверхность 8 и подают электрический потенциал на токонесущие элементы 5. Далее в теплообменник 8 подают хладагент и во входной патрубок 2 направляют влажный воздух, который проходит по воздушным каналам 6, при этом водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется на поверхности теплообменника 8. Оставшиеся в воздухе пары влаги под действием электрического поля оседают на теплообменнике 8. По мере роста кристаллы инея отрываются от теплообменника 8 под действием электрических сил и оседают в поддоне. При этом соотношение расстояния от токонесущего элемента до плоскости торцевой поверхности заземленного теплообменного элемента и расстояния от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного элемента составляет I/S sin а. где L гс 15-75° - угол между S и плоскостью торцевой поверхности теплообменного элемента. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 F 25 В 39/04,5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . 1" и 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810641/06 (22) 05.04.90 (46) 30.06.92, Бюл. М 24 (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (72) Б. С. Бабакин, M. P. Бовкун, M. А. Еркин и В. Н. Коростылев . (53) 621.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 514612, кл. F 26 В 5/06, 1974. (54) СЕКЦИЯ ДЕСУБЛИМАТОРА (57) Изобретение относится к области холодильной техники и позволяет интенсифицировать процесс десублимации водяных паров, Это достигается тем, что заземляют теплообменную поверхность 8 и подают электрический потенциал на токонесущие элементы 5. Далее в теплообменник 8 подают хладагент и во входной патрубок 2 на Ж,, 1744382 А1 правляют влажный воздух, который проходит по воздушным каналам 6, при этом водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется на поверхности теплообменника 8. Оставшиеся в воздухе пары влаги под действием электрического поля оседают на теплообменнике 8. По мере роста кристаллы инея отрываются от теплообменника 8 под действием электрических сил и оседают в поддоне. При этом соотношение расстояния от токонесущего элемента до плоскости торцевой поверхности заземленного теплообменного элемента!и расстояния от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного элемента составляет

I/S= sin а, где L а= 15-75 — угол между S u плоскостью торцевой поверхности теплообменного элемента. 1 з.п. ф-.лы, 4 ил.

1744382

Цель изобретения — интенсификация процесса десублимации. 5

Указанная цель достигается тем, что секция десублиматора, содержащая кожух с входным и выходным патрубками для воздушного полтока, расположенные в ней теплообменные элементы, образующие своими

G =(акп-тп ) EFs ЬЭп, Изобретение относится к холодильной технике и касается конденсаторов-вымораживателей влаги в сублимационных сушильных установках и системах кондиционирования воздуха.

Известен конденсатор-вымораживатель для сублимационной сушильной установки, содержащей вертикальные испарительные трубы, подключенные к коллекторам. нижний из которых смещен относительно оси труб, а внутри каждой трубы соосно установлена глухая цилиндрическая. вставка, образующая кольцевой зазор, Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса вымораживания вследствие осуществления процесса только под действием. парциэльных давлений водяного пара.

Известен сублимационный конденсатор, содержащий камеру с входными и выходными патрубками для водяных паров, охлаждающую поверхность, размещенную внутри пористой проницаемой плиты, перекрывающей проходные сечения входного патрубка.

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность вымораживания водяного пара, а также повышенное термическое сопротивление, создаваемое .пористой перегородкой, что приводит к возрастанию затрат на производство холода.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является десублиматор, содержащий кожух с размещенной в нем охлаждаемой поверхностью, ионизатор, вращающийся положительный электрод, выполненный в виде диска с профилированной верхней поверхностью, отрицательный электрод, двигатель и побудитель движения.

К недостаткам известного десублиматора относятся повышенные энергозатраты на привод положительного электрода и питание ионизатора, а также механические напряжения, возникающие в элементах положительного электрода в процессе его работы и намораживания инея на охлаждающей поверхности, приводящие к снижению эффективности работы десублимэторд. ребрами или трубками воздушные каналы, дополнительно снабжена высоковольтным электродом с токонесущими элементами,.: установленными в поперечном сечении вы5 модного патрубка, при этом токонесущие элементы расположены по оси каждого воздушного канала теплообменного элемента, причем последний заземлен.

Достижению поставленной цели служит

10 также то, что соотношение I/S = sin а, где

I — расстояние QT токонесущего элемента до плоскости торцовой поверхности теплооб- менного элемента; S — расстояние от токонесущего элемента до ближайшей точки

15 поверхности заземленного теплообменного элемента; а=15-75 - угол между S и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента.

Расположение высоковольтного элект20 рода в поперечном сечении выходного патрубка основано на том, что в этом случае .между токонесущими элементами высоковольтного электрода и заземленной теплообменной поверхностью возникает

25 электрическое поле, напряженность которого, а следовательно, и электрические силы направлены от токонесущих элементов высоковольтного электрода к заземленной поверхности. Эти силы заставляют

30 содержащийся в охлажденном воздухе водяной пар, оседать на поверхности теплообменника и на его элементах. Таким образом, в процессе десублимации участвуют электрические силы, которые интенсифицируют

35 этот процесс, При этом часть образующегося инея по мере его роста за счет действия пондемоторной силы, направленной навстречу результирующей силе, 40 отрывается и уносится побудителем движения воздуха из десублиматора и оседает на дно аппарата. Следовательно, уменьшается толщина нарастаемого инея. что снижает термическое сопротив45 ление десублиматора и увеличивает время его работы без оттайки.

Часть инея отрывается также в результате роста напряженности электрического поля на вершине кристалла инея

50 (так как размер кристалла увеличивается, следовательно, сокращается межэлектродное расстояние, что приводит к росту. напряженности).

Количество конденсирующей влаги на

5 десублиматоре зависит от величины поверхности теплообменника и с учетом параметров электрического поля оно равно

1744382 где mK — масса комплексной частицы;

mi — масса поля инея (поверхности);

Л 3> - энергетическая разница между энергией комплексной частицы и энергией поверхности инея; 5

F — поверхность теплообмена;

Š— напряженность электрического поля

Иэ приведенных рассуждений следует, что на интенсификацию процесса десубли- 10 мации оказывают влияние напряженность электрического поля и межэлектродное расстояние.

Исходя из этого расположение токонесущих элементов высоковольтного электро- 15 да по оси каждого воздушного канала, образованного частями теплообменного элемента, обеспечивает равномерную напряженность между всеми токонесущими элементами и теплообменным элементом, 20 так как при этом межэлектродное расстояние (между токонесущим элементов и ближайшей точкой поверхности заземленного теплообменника) по всему межэлектродному промежутку одинаково. 25

В том случае, когда соотношение расстояния 1 от токонесущего элемента до плоскости торцовой поверхности.заземленного теплообменника и расстояния от токонесущего элемента до ближайшей 30 ., точки поверхности заземленного тепло-. . обменника S составляет более з!п75 действие электрических сил на процесс десублимации водяного пара на тех частях поверхности теплообменного эле- 35 мента, которые не обращены к токонесущим элементам, т .е, которые расположены по ходу воздушного пото.ка, практически не будет сказываться и эффект осаждения инея на данной повер- 40 хности под действием электрических сил будет незначителен.

Кроме того, в этом случае направления движения воздушного потока и электроконвективного потока (действием которого 45 электрические силы оказывают влияние на процесс десублимации) будут почти взаимоперпендикулярны, что приводит к подавлению электроконвективного потока основным воздушным потоком. 50

При соотношении указанных выше расстояний менее sin15 будет происходить быстрый рост напряженности поля за счет направленного роста инея на теплообменнике, при этом нитеобразные кристаллы 55 инея, не успев оторваться под действием электрических сил от поверхности теплообменника. будут нарушать нормальный (надежный) режим работы аппарата, что может привести к возникновению предпробойного состояния в межэлектродном промежутке.

На фиг. 1 схематически показана секция десублиматора, вид сверху, разрез; на фиг.

2 — узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — секция, вид сбоку. разрез: на фиг. 4 — высоковольтный электрод и заземленный теплообменный элемент.

Секция десублиматора содержит кожух

1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, установленный в поперечном сечении последнего высоковоЛьтный электрод, выполненный из диэлектрической рамки 4 и токо несущих элементов 5 в виде тонких проволок лезвиеобразной. пилообразной или игольчатой формы и т.п., и которые расположены по оси каждого воздушного канала 6, образованного ребрами 7 заземленного теплообменного элемента 8; В нижней части кожуха 1 размещен поддон 9.

Для повышения надежности и безопас-, ности работы десублиматора выходной патрубок 3 целесообразно выполнить из диэлектрика или с внутренним диэлектрическим покрытием. Крепление рамки 4 высоковольтного электрода к патрубку 3 может осуществляться, например, винтами.

Секция десублиматора работает следующим образом.

Заземляют теплообменную поверхность 8 и подают электрический потенциал на токонесущие элементы 5, при этом между элементами 5 и теплообменником 8 возникает электрическое поле и межэлектродный промежуток насыщается ионами. Далее в теплообменник 8 подают хладагент и во входной патрубок 2 направляют влажный воздух, который проходит по воздушным каналам 6, при этом водяной пар. содержащийся в воздухе, конденсируется на поверхности теплообменника 8. Оставшиеся в воздухе пары влаги подвергаются действию электрического поля, где они приобретают электрический заряд за счет присоединения ионов и под действием электроконвективного потока, направленного от токонесущих элементов 5 к ребрам 7, оседают на теплою обменнике 8. По мере роста кристаллы инея отрываются от теплообменника 8 под действием пондемоторной силы и оседают в поддоне 9.

В зависимости от объема камеры сублимации и расхода воздуха через десублиматор предлагаемые секции десублиматора можно включать последовательно или параллельно, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность работы десублиматора за счет интенсификации процесса десублимации на 17-32 .

1744382 фаей, 2

Максимальный эффект достигается при установке рамки 4 с токонесущими элементами 5 высоковольтного электрода таким . образом, что соблюдается следующее соотношение расстояний: расстояние от токоне- 5 сущего элемента 5 до плоскости торцовой поверхности заземленного теплообменного элемента 8 (!) и расстояние от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного 10 элемента (S) связаны соотношением 1/S = sin а. где а-15 75O — угол между S и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента. .Формула изобретения 15

1. Секция десублиматора, содержащая кожух с входным и выходным патрубками для воздушного потока, расположенные в нем теплообменные элементы, образующие своими ребрами или трубками воздушные 20 каналы,отл ича ющаяся тем.что.с целью интенсификации процесса десублимации, она дополнительно снабжена высоковольтным электродом с токонесущими элементами, установленным в поперечном сечении выходного патрубка, при этом токонесущие элементы расположены по оси каждого воздушного канала теплообменного элемента,. причем последний заземлен.

2. Секцйя по и. 1, отличающаяся тем, что. отношение I/S - sin а, где I— расстояние от токонесущего элемента до плоскости торцовой поверхности теплообменного элемента, S — расстояние от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного элемента, а = 15-75 — угол между расстоянием S и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента.