ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к холодильной технике, в частности к теплообменным аппаратам, и может быть использована для интенсификации процессов теплообмена при кипении рабочих веществ.
Известно устройство - воздухоохладитель поверхностный (см. «Теплообменные аппараты холодильных установок» Данилова Г.Н. и др., Л. «Машиностроение» 1973 г., с.178). Однако, недостатком устройства является малый коэффициент теплоотдачи со стороны холодильного агента.
Самым близким по технической сути является воздухоохладитель (см. патент РФ №2072488, 1997 г.), содержащий теплообменную поверхность в виде теплообменных труб. Его недостатки: горизонтальное расположение теплообменных труб по сравнению с предлагаемым устройством, недостаточное смачивание внутренней теплообменной поверхности, и как следствие, низкая интенсивность теплоотдачи со стороны холодильного агента.
Техническая задача - создание устройства, позволяющего обеспечить большее смачивание внутренней поверхности теплообменной трубы жидким холодильным агентом, усовершенствование конструкции.
Технический результат - интенсификация процесса теплообмена.
Он достигается тем, что для обеспечения интенсификации теплообмена кипящей жидкости внутри труб посредством увеличения площади поверхности теплообмена, омываемой жидкой фазой, теплообменные трубы в трубных пучках расположены под углом 15-20° относительно корпуса устройства и жестко соединены между собой калачами.
Устройство изображено на чертеже (фиг.1, 2 - схематичное изображение).
Устройство содержит корпус 1, три пучка теплообменных труб 2 с пластинчатым оребрением 3, расположенных внутри корпуса, связанных между собой жестко соединениями типа «калач» 4, входной коллектор 5 и выходной коллектор 6. Во внутренней части корпуса 1 расположены закрепленные на кронштейнах 7 два электродвигателя 8, на валу которых установлены осевые вентиляторы 9.
Устройство работает следующим образом: жидкий холодильный агент подается из входного коллектора 5 в теплообменные трубы 2. Движение кипящего жидкого холодильного агента вверх происходит за счет разности давлений между входным 5 и выходным 6 коллекторами. За счет наклона теплообменных труб 2 под углом 15-20° относительно корпуса устройства осуществляется полное смачивание внутренней поверхности труб, что увеличивает эффективную площадь теплообмена.
По результатам проведенных испытаний и полученных экспериментальных данных, наклон теплообменных труб на 15-20° относительно горизонтальной плоскости обеспечивает полное смачивание внутренней теплообменной поверхности жидкой фазой хладагента, двигающейся вверх по трубам, что усиливает процесс теплообмена, по сравнению с течением хладагента в горизонтальных трубах, где, при достижении расслоенного режима течения и дальнейшем росте паровой фазы хладагента, теплообмен ухудшается. Трубы теплообменников такого типа могут быть разными по длине, от этого и зависит градус наклона труб: при минимальной длине труб угол наклона 15°, а при максимальной - 20°.
Обдув осевыми вентиляторами 9 пучков теплообменных труб 2 с пластинчатым оребрением 3 способствуют дополнительному улучшению теплообмена.
Положительный эффект - устройство интенсифицирует процесс теплообмена за счет улучшенной конструкции. Предлагаемый теплообменник обладает следующими преимуществами: большей площадью смачивания теплообменной поверхности холодильным агентом, высокой интенсивностью теплообмена, уменьшением габаритных размеров при достаточно развитой теплообменной поверхности.