Энергосберегающий пластинчатый теплообменник

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменному оборудованию, и может быть использовано при воздушном охлаждении газов и жидкостей вне помещений без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике содержится горизонтальный корытообразный кожух, днище и торцы которого выполнены в виде трубных досок с прямоугольными газовыми и воздушными отверстиями, верхние, нижние и торцевые кромки которого снабжены фланцевыми полосами. Внутри горизонтального корытообразного кожуха размещен пакет теплообменных пластин, установленных на нижнюю трубную доску и закрытых верхней трубной доской с образование между собой вертикальных газовых и горизонтальных воздушных каналов, правая торцевая трубная доска закрыта наклонной заборной торцевой крышкой, образующей снизу заборное отверстие, левая наклонная торцевая крышка через вытяжное отверстие соединена с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором, сверху кожух закрыт верхней наклонной крышкой, создающей газовую полость, соединенную с входным газовым патрубком, снизу кожух соединен с поддоном, снабженным снизу штуцером и с правого торца выходным газовым патрубком, при этом все крышки и поддон отбортованы на кромках с образованием фланцевых полос. Технический результат - повышение эффективности и надежности энергосберегающего пластинчатого теплообменника. 8 ил.

 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно, к теплообменному оборудованию и может быть использовано при воздушном охлаждении газов и жидкостей вне помещений без принудительной подачи охлаждающего воздуха.

Известен пластинчатый теплообменник, включающий кожух, в котором помещен пакет пластин, состоящий из множества теплообменных пластин, которые формируют первые промежутки (каналы) между пластинами для первой (охлаждающей) среды (например, воздуха) и вторые промежутки (каналы) между пластинами для второй (охлаждаемой) среды. Кожух снабжен трубными досками и крышками, в которых устроены входные и выходные отверстия (патрубки) для входа в пластинчатый теплообменник и выхода из него нагреваемой и охлаждаемой сред, а теплообменные пластины соединяются с кожухом, трубными досками и крышками через уплотнения [Патент РФ №2426965, Мкл F 28 D 9/ 00, Мкл F 28 G 13/ 00, 2009].

Основным недостатком известного пластинчатого теплообменника является необходимость принудительной подачи охлаждающего теплоносителя (воздуха), что снижает эффективность и надежность устройства.

Более близким к предлагаемому изобретению является пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха, включает кожух, снабженный трубными досками и крышками, между которыми помещены полости для теплообменивающихся сред, в крышках устроены входные и выходные патрубки для входа и выхода теплообменивающихся сред, в кожухе помещен пакет, состоящий из теплообменных пластин, которые формируют каналы для охлаждаемой и охлаждающей среды и которые соединяются с кожухом, трубными досками и крышками через уплотнения, при этом кожух выполнен корытообразным, горизонтальным, с днищем и двумя торцами, представляющими собой нижнюю и две торцевые трубные доски с прямоугольными отверстиями для охлаждающей и охлаждаемой среды, соответственно, торцевые и верхние кромки корытообразного горизонтального кожуха, кромки торцевых и верхней крышек, снабжены фланцевыми полосами, верхняя крышка выполнена с верхней трубной доской с отверстиями для охлаждающей среды, каналы охлаждающей среды соединены с отверстиями верхней и нижней трубных досок и направлены вертикально, каналы охлаждаемой среды соединены с отверстиями торцевых трубных досок, и направлены горизонтально, а выходной патрубок охлаждающей среды (воздуха), соединен с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором [Патент РФ №2489665, МПК F 28 D 9/ 00, 2013].

Основным недостатком известного пластинчатого теплообменника с естественной подачей охлаждающего воздуха является невозможность охлаждения отходящих газов с большим содержанием влаги до температуры ниже точки росы в связи с затоплением газовых каналов образовавшимся конденсатом, что снижает его эффективность и надежность.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности и надежности энергосберегающего пластинчатого теплообменника.

Технический результат достигается энергосберегающим пластинчатым теплообменником, включающим горизонтального корытообразный кожух, днище которого выполнено в виде нижней трубной доски с прямоугольными газовыми (охлаждаемой среды) отверстиями, а торцы в виде двух торцевых трубных досок с прямоугольными воздушными (охлаждающей среды) отверстиями, верхние, нижние и торцевые кромки которого снабжены фланцевыми полосами, внутри горизонтального корытообразного кожуха помещен пакет, состоящий из теплообменных пластин, установленных на нижнюю трубную доску и закрытых верхней трубной доской с образованием между собой вертикальных газовых (охлаждаемой среды) каналов, сообщающихся с газовыми отверстиями, и горизонтальных воздушных (охлаждающей среды) каналов, сообщающихся с воздушными отверстиями торцевых трубных досок, правая торцевая трубная доска закрыта наклонной заборной торцевой крышкой, отбортованной на верхней и боковых кромках также с образованием фланцевых полос и образующей снизу заборное отверстие, левая наклонная торцевая крышка отбортована на верхней, нижней и боковых кромках с образованием фланцевых полос, причем сверху она через вытяжное отверстие соединена с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором, сверху горизонтальный корытообразный кожух закрыт верхней наклонной крышкой, отбортованной на кромках с образованием фланцевых полос, создающей газовую полость, причем справа она соединена с входным газовым патрубком, снизу горизонтальный корытообразный кожух соединен с поддоном, отбортованным на верхних кромках с образованием фланцевых полос, снабженным снизу штуцером и с правого торца выходным газовым патрубком.

Предлагаемый энергосберегающий пластинчатый теплообменник (ЭПТО) изображен на фиг. 1–8 (на фиг. 1–5 общий вид и разрезы ЭПТО, на фиг 6–8 узел стыковки теплообменного элемента с кожухом, торцевой крышкой и поддоном).

ЭПТО состоит из горизонтального корытообразного кожуха 1, днище которого выполнено в виде нижней трубной доски 2 с прямоугольными газовыми (охлаждаемой среды) отверстиями 3. А торцы в виде двух торцевых трубных досок 4, 5 с прямоугольными воздушными (охлаждающей среды) отверстиями 6, верхние, нижние и торцевые кромки которого снабжены фланцевыми полосами 7, внутри горизонтального корытообразного кожуха 1 помещен пакет 8 состоящий из теплообменных пластин 9, установленных на трубную доску 2 и закрытых верхней трубной доской 10 с образование между собой вертикальных газовых (охлаждаемой среды) каналов 11, сообщающихся с газовыми отверстиями 3, и горизонтальных воздушных (охлаждающей среды) каналов 12, сообщающихся с воздушными отверстиями 6 торцевых трубных досок 4 и 5, правая торцевая трубная доска 4 закрыта наклонной заборной торцевой крышкой 13, отбортованной на верхней и боковых кромках также с образованием фланцевых полос 7 и образующей снизу заборное отверстие 14, левая наклонная торцевая крышка 15 отбортована на верхней, нижней и боковых кромках с образованием фланцевых полос 7, причем сверху она через вытяжное отверстие 16 соединена с вертикальной вытяжной трубой 17, снабженной дефлектором 18, сверху горизонтальный корытообразный кожух 1 закрыт верхней наклонной крышкой 19, отбортованной на кромках с образованием фланцевых полос 7, создающей газовую полость 20, причем справа она соединена с входным газовым патрубком 21, снизу горизонтальный корытообразный кожух 1 соединен с поддоном 22, отбортованным на верхних кромках с образованием фланцевых полос 7, снабженным снизу штуцером 23 и с правого торца выходным газовым патрубком 24.

Предлагаемый ЭПТО работает следующим образом. Охлаждаемая среда, например, влажные газы, поступает через входной патрубок 20 в газовую полость 21, из которой распределяется по газовым отверстиям 3 трубной доски 10 и направляется в вертикальные газовые каналы 11 пакета 8, при движении по которым газы охлаждаются в результате теплообмена до температуры ниже точки росы с образованием конденсата, через теплообменные пластины 9 с охлаждающей средой, а именно, наружным воздухом, проходящим по горизонтальным воздушным каналам 12, после чего охлажденный газ через газовые отверстия 3 трубной доски 2 поступает в поддон 22, где отделяется от конденсата и через патрубок 24 выводится из теплообменника, а конденсат удаляется из поддона через штуцер 23. В тоже время наружный воздух (охлаждающая среда) под действием естественной тяги поступает снизу через заборное отверстие 14 в горизонтальные воздушные каналы 12 пакета 8, движется по ним горизонтально, нагревается от t0 до tГ при этом в результате теплообмена через теплообменные пластины 9 с охлаждаемым газом, движущимся по газовым каналам 11, после чего нагретый воздух через воздушные отверстия 6 трубной доски 5 поступает в воздушную полость торцевой крышки 15, поднимается вверх и через вытяжное отверстие 16 поступает в вытяжную трубу 17 высотой Н и дефлектор 18, откуда выбрасывается в атмосферу. При этом нагрев воздуха от t0 до tГ и высота вытяжной трубы Н, создают в воздушных каналах 12 для воздушного потока самотягу [Ю. П. Гусев Основы проектирования котельных установок – М.: Стройиздат, 1977, с.143] равную

h=H· [ρВ–(ρВ∙273/( tСР+273)]·g Па (1), где

ρВ–плотность наружного воздуха при температуре t0, кг/м3;

tСР–средняя температура воздуха в ЭПТО, 0С;

tСР=( t0 + tГ)/2 (2).

Кроме того, наличие дефлектора 18 на верхней кромке вытяжной трубы 17 создает дополнительную тягу за счет ветрового давления [Богословский В.Н. Отопление и вентиляция, ч. II, М.: Стройиздат, 1976, с.309]. Оба вышеупомянутые факторы обеспечивают постоянное поступление наружного воздуха в воздушные каналы 12 ЭПТО, что позволяет охлаждать горячую среду (сбросные дымовые газы, другие сбросные газы, оборотную воду и пр.) без использования вентилятора и таким образом снизить расход электроэнергии на процессы охлаждения.

Взаимное перпендикулярное расположение воздушных 12 и газовых 11 каналов в ЭПТО позволяет осуществлять процесс теплообмена по перекрестной схеме движения теплоносителей, что обеспечивает достаточно высокую движущую силу теплопередачи и широко используется в воздухоподогревателях для парогенераторов [Тепловой расчет промышленных парогенераторов. Под ред. Частухина В. И. – Киев: Вища школа, 1980, с. 50], что позволяет значительно упростить конструкцию крышек 12, 13, 17 (внутреннюю полость крышек не нужно делить перегородками на воздушные и газовые каналы) и уменьшить их вес, значительно снизить аэродинамическое сопротивление по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками с конструкциями крышек для прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей.

Таким образом, конструкция предлагаемого энергосберегающего пластинчатого теплообменника, за счет устройства вытяжной трубы с дефлектором, обеспечения в нем перекрестного движения теплообменивающихся сред и снабжения его поддоном, позволяет проводить охлаждение влажных газов до температуры ниже точки росы, что повышает его эффективность и надежность по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками.

Энергосберегающий пластинчатый теплообменник, включающий горизонтальный корытообразный кожух, снабженный входным и выходным газовыми патрубками, днище которого выполнено в виде нижней трубной доски с прямоугольными отверстиями, и торцы - в виде двух торцевых трубных досок с прямоугольными отверстиями, верхние, нижние и торцевые кромки которого снабжены фланцевыми полосами, внутри горизонтального корытообразного кожуха помещен пакет, состоящий из теплообменных пластин, установленных на нижнюю трубную доску и закрытых верхней трубной доской с образование между собой вертикальных и горизонтальных каналов, сообщающихся с прямоугольными отверстиями трубных досок, причем воздушные каналы соединены с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором, отличающийся тем, что в пакете пластин газовые каналы – вертикальные, воздушные каналы – горизонтальные, правая торцевая трубная доска закрыта наклонной заборной торцевой крышкой, образующей снизу заборное отверстие, левая наклонная торцевая крышка через вытяжное отверстие соединена с вертикальной вытяжной трубой, сверху горизонтальный корытообразный кожух закрыт верхней наклонной крышкой, создающей газовую полость, соединенную справа с входным газовым патрубком, снизу горизонтальный корытообразный кожух соединен с поддоном, снабженным снизу штуцером и с правого торца выходным газовым патрубком, при этом все крышки и поддон отбортованы на кромках с образованием фланцевых полос.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для охлаждения и/или для рекуперации тепла. Устройство содержит несколько выполненных с возможностью соединения модулей теплообменника, содержащих по одному теплообменнику и соединяемых с обеспечением работы их теплообменников по параллельной схеме подключения, при этом каждый модуль теплообменника имеет окружающий теплообменник корпус, который на торцевых сторонах имеет по одному входному и одному выходному отверстию для воздуха, в результате чего каждый из следующих друг за другом модулей теплообменника имеет два входных и два выходных отверстия для воздуха, а устройство содержит общий воздуховод приточного воздуха и общий воздуховод отработавшего воздуха, присоединенные к модулям теплообменника с обеспечением возможности равномерного и параллельного снабжения входных отверстий для воздуха следующих друг за другом модулей теплообменника отработавшим воздухом из общего воздуховода отработавшего воздуха, а также равномерного и параллельного выхода приточного воздуха из выходных отверстий для воздуха следующих друг за другом модулей теплообменника в общий воздуховод приточного воздуха.

Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменних процессов между двумя средами через стенку и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.Изобретение заключается в том, что пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти включает вертикальный цилиндрический стальной корпус со штуцерами входа и выхода компонентов переработки, установленный в корпусе пакет пластин, содержащий набор вертикально установленных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных теплообменных контура, установленный в корпусе узел подачи перерабатываемых компонентов и рукава, соединяющие штуцера корпуса с узлом подачи и с теплообменными контурами, при этом пакет пластин имеет внешнюю тепловую изоляцию.

Изобретение касается теплообменника (1) для непрямого теплообмена между первой средой (F1) и второй средой (F2), имеющего кожух (2), который имеет затрубное пространство (3) для помещения жидкой фазы (L1) первой среды (F1), по меньшей мере один расположенный в затрубном пространстве (3) пластинчатый теплообменник (4) для помещения первой и второй среды (F1, F2), причем этот пластинчатый теплообменник (4) при целевой эксплуатации окружен жидкой фазой (L1) первой среды (F1).

Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов между двумя средами через стенку и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Предназначенный для тепло- и/или массообмена пластинчатый аппарат с множеством пластин (Р0, Р1, P2, Р3), расположенных друг возле друга соосно вдоль периферийного уплотнения (1) с образованием зазора (Z0, Z1, Z2, Z3) между пластинами и содержащих верхние проточные отверстия (2, 3) и нижние проточные отверстия (4, 5) для текучих сред, при этом группа таких верхних и нижних проточных отверстий (2, 5) предназначена по меньшей мере для двух текучих сред и соединена посредством соответственно уложенных уплотнений с каждым вторым зазором (Z1, Z3) между пластинами, по которому происходит протекание сверху вниз, причем через соосные верхние проточные отверстия (2) пластин (Р0, P1, Р2, Р3) проходит пересекающая их распределительная трубка (6) с выходными отверстиями (6а), предназначенная по меньшей мере для одной из названных текучих сред.

Изобретение относится к теплообменнику (10), содержащему полый центральный элемент (1), который расположен в корпусе (2) и образует внутренний канал (3) для первой среды (М1), при этом пространство (4), окружающее центральный элемент (1) в корпусе (2), образует по меньшей мере один внешний канал для второй среды (М2), причем центральный элемент (1) содержит на каждой стороне части (5), которые выступают от его основной плоскости, и центральный элемент (1) содержит по меньшей мере две по существу параллельные профилированные пластины (13, 14), локально соединенные друг с другом, и части (5) соединены с взаимно противоположными частями корпуса (2) и ограничивают внешний канал так, что внешний канал имеет извилистую форму, по существу параллельную основной плоскости центрального элемента (1).

Изобретение относится к области энергосбережения, в частности к устройствам для рекуперации тепловой энергии в сушильных установках, и может быть использовано, главным образом, в бытовых электросушителях для овощей, ягод, фруктов и прочей продукции с обеспечением резкого сокращения расхода электроэнергии.

Изобретение относится к теплообменнику, в частности, охладителю газообразных отходов или охладителю наддувочного воздуха, содержащему пакет (2) пластин, состоящий из нескольких продолговатых пар (32) пластин, причем соответственно соединенные друг с другом две пластины (18, 18') образуют между собой второй канал (4) рабочей среды, а между двумя парами пластин образован первый канал (30) рабочей среды, причем первый канал (30) рабочей среды охвачен двумя вторыми каналами (4) рабочей среды, причем каждый второй канал (4) рабочей среды присоединен, по меньшей мере, к одному сборному каналу (11, 12) охлаждающего агента.
Изобретение относится к газовой промышленности. Настоящее изобретение представляет способ и установку для нагрева природного газа, причем способ включает в себя следующие стадии: a) подачу природного газа, который имеет температуру от -10°C до 50°C и находится под давлением по меньшей мере в 30 бар, из трубопровода снабжения природным газом в первую систему полостей теплообменника, b) подачу средства нагрева (теплоносителя), имеющего температуру в пределах от 30°C до 160°C, во вторую систему полостей теплообменника, причем первая и вторая система полостей герметически изолированы друг от друга и от окружающей среды, c) нагрев природного газа в первой системе полостей до температуры в пределах от 20°C до 150°C посредством теплоносителя во второй системе полостей, причем в качестве теплообменника применяют пластинчатый теплообменник, включающий в себя по меньшей мере две пары теплообменных пластин.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплопередающих пластин пластинчатых теплообменников (2). Теплопередающая пластина(6) содержит область (26, 28, 30, 32, 34) края, проходящую вдоль края (20, 22, 24, 36, 38) этой пластины и выполненную волнистой таким образом, что она содержит чередующиеся гребни (40, 44) и впадины (42, 46), если смотреть на первую сторону (8) теплопередающей пластины.
Наверх