Устройство для теплообмена, осушения и очистки газа
Владельцы патента RU 2470236:
Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) (RU)
Устройство для теплообмена, осушения и очистки газа относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и может быть использовано в устройствах обработки воздуха, устанавливаемых в зданиях и сооружениях различного назначения, в частности в жилых и общественных зданиях, в животноводческих помещениях. Устройство, содержит корпус с входным и выходным патрубками для обрабатываемого газа, ротор с пакетом дисков с центральным полым каналом для теплообмена, проходящим через весь пакет дисков и соединенным с атмосферой посредством входного и выходного патрубков. Согласно изобретению центральный канал теплообмена образован внутренними осесимметричными контурами дисков, жестко закрепленных между собой в пакет и герметично смонтированными между ними кольцевыми проставками, при этом внутренние контуры дисков выполнены фигурными, с регулярно переменной конфигурацией так, что увеличивают площадь теплоотдачи каждого диска и канала в целом. Технический результат - повышение эффективности теплообмена дисков с использованием атмосферного воздуха. 2 ил.
Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха и может быть использовано в устройствах обработки воздуха, устанавливаемых в зданиях и сооружениях различного назначения, в частности в жилых и общественных зданиях, в животноводческих помещениях, для осушения газа, в том числе воздуха, с одновременной его очисткой, а также для очистки других газов и теплообмена.
Известно устройство для осушения газа, очистки и теплообмена, содержащее корпус, ротор с пакетом дисков, закрепленных на полом валу, с каналом для теплообмена, а также входной и выходной патрубки. Канал теплообмена выполнен в виде набора теплообменных трубок, проходящих через весь пакет дисков и расположенных по окружности дисков на некотором расстоянии от полого вала коаксиально его оси, сообщающихся с полым валом посредством радиально расположенных каналов, образуя замкнутый канал теплообмена с помощью жидкого теплоносителя (патент RU №2267059, МПК F24F 3/14, 2004 г.). Недостатком прототипа является невозможность использования атмосферного воздуха для теплообмена с дисками ротора.
Наиболее близким решением является устройство для осушения и очистки воздуха (патент SU №1679142, МКИ F24F 3/14, 1991 г.), содержащее корпус с входным и выходным патрубками и размещенный в корпусе полый вал с закрепленными на нем сепарационными дисками. Полый вал с одной стороны снабжен центробежной крыльчаткой, а с другой сообщен с атмосферой, патрубки расположены относительно корпуса тангенциально, а корпус в нижней части имеет продольное щелевое окно и пластину для отделения и отвода конденсата, расположенную на задней по направлению вращения дисков кромке окна с зазором относительно последних.
Недостатком данного устройства является невысокий уровень теплообмена внутри полого вала с гладкими стенками.
Задачей изобретения является повышение эффективности теплообмена дисков с использованием атмосферного воздуха. Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в устройстве для теплообмена, осушения и очистки газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками для обрабатываемого газа, ротор с пакетом дисков с центральным полым каналом для теплообмена, проходящим через весь пакет дисков и соединенным с атмосферой посредством входного и выходного патрубков, согласно изобретению центральный канал теплообмена образован внутренними осесимметричными контурами дисков, жестко закрепленных между собой в пакет и герметично смонтированными кольцевыми проставками между ними, при этом внутренние контуры дисков выполнены фигурными, с регулярно переменной конфигурацией так, что увеличивают площадь теплоотдачи каждого диска и канала в целом.
Технический результат достигается благодаря конструктивному решению центрального канала теплообмена ротора с дисками, увеличивающему поверхность дисков, участвующих в теплообмене с внешним, охлаждающим воздухом, и увеличении теплоотдачи благодаря фигурному, с регулярно переменной конфигурацией контуру дисков, образующих внутренний канал теплообмена.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для теплообмена, осушения и очистки газа; на фиг.2 - пакет дисков с центральным полым каналом.
Устройство для теплообмена, осушения и очистки газа содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для обрабатываемого газа, ротор 4 с пакетом дисков 5 с центральным полым каналом 6 для теплообмена, проходящим через весь пакет дисков и соединенным с атмосферой посредством входного 7 и выходного 8 патрубков. Между дисками 5 герметично смонтированы кольцевые проставки 9.
Устройство работает следующим образом.
Холодный воздух из атмосферы нагнетается во внутренний полый канал 6 ротора 4 через входной патрубок 7. При прохождении холодного воздуха через центральный канал 6, образованный внутренними контурами дисков 5 и проставками 9, происходит интенсивный теплообмен с внутренним фигурным контуром дисков 5 ротора. После этого воздух выбрасывается в атмосферу через выходной патрубок 8. Одновременно с этим ротор 4, вращаясь, создает движение обрабатываемого газа, забирая его из рабочего помещения через входной патрубок 2 и выбрасывая через патрубок 3 в то же самое рабочее помещение. При этом обрабатываемый газ проходит сквозь пространство между дисками 5 ротора 4, где происходит его теплообмен с дисками, охлажденными воздухом, прокачиваемым через центральный канал 6. На поверхности охлажденных дисков может происходить конденсация влаги и растворение газов в конденсате.
Положительный эффект предложенного устройства заключается в увеличении площади теплообмена в центральном канале ротора по сравнению с цилиндрическим каналом с гладкими стенками.
Устройство для теплообмена, осушения и очистки газа, содержащее корпус с входным и выходным патрубками для обрабатываемого газа, ротор с пакетом дисков с центральным полым каналом для теплообмена, проходящим через весь пакет дисков и соединенном с атмосферой посредством входного и выходного патрубков, отличающееся тем, что центральный канал теплообмена образован внутренними осесимметричными контурами дисков, жестко закрепленных между собой в пакет и герметично смонтированными между ними кольцевыми проставками, при этом внутренние контуры дисков выполнены фигурными с регулярно переменной конфигурацией так, что увеличивают площадь теплоотдачи каждого диска и канала в целом.
