ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к области теплоснабжения и может быть использована в системах теплопотребления или теплоприготовления в конструкциях рекуперативных теплообменных аппаратов.
Известен теплообменник типа «труба в трубе», содержащий две трубы, расположенные с зазором между ними, причем патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода теплоносителя, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа теплоносителя, теплообменник выполнен виде винтовой спирали. (RU №96101976, МПК F28D 7/14, опубликовано 20.05.1998 г.).
Недостатком известной конструкции является относительно низкая эффективность ее работы, обусловленная присутствующим значением коэффициента теплопередачи от греющей среды к нагреваемой, который может быть увеличен за счет оптимизации конструкции.
Известен теплообменник, состоящий из корпуса с патрубками для подвода нагреваемого теплоносителя, отвода охлажденного теплоносителя, внутренней трубы с наружным и внутренним оребрением, выполненным в виде цельнометаллических стержней, расположенных в шахматном порядке, интенсификатор потока, представляющий собой заглушенную с двух сторон трубу (RU №135101, МПК F28D 7/10, опубл. 27.11.2013 г.).
Недостатком известной конструкции является относительно большая металлоемкость конструкции, что определяет ее высокую стоимость вследствие большого расхода металла, а также относительно низкую эффективность отвода теплопередачи.
Технический результат заключается в повышении эффективности теплообменника при снижении его металлоемкости, что достигается введением в его конструкцию тепловых труб и организацией спирального движения греющего теплоносителя через них.
Технический результат достигается тем, что в теплообменнике, состоящем из корпуса с подводящими и отводящими патрубками греющего и нагреваемого теплоносителей, внутренней трубы с наружным и внутренним оребрением, выполненным в виде стержней, интенсификатора потока, представляющего собой заглушенную с двух сторон трубу, размещенную внутри внутренней трубы. Стержни выполнены из тепловых труб. В пространство между внутренней трубой и интенсификатором потока установлена направляющая вставка в виде спирали.
На фиг. 1 изображена конструкция теплообменника, на фиг. 2 - разрез корпуса теплообменника по сечению А-А.
На (фиг. 1) изображен теплообменник, содержащий корпус 1, патрубок подвода нагреваемого теплоносителя 2, патрубок отвода нагреваемого теплоносителя 3, патрубок подвода греющего теплоносителя 4, патрубок отвода греющего теплоносителя 5, внутреннюю трубу 6 с наружным и внутренним оребрением (фиг. 2), выполненным из тепловых труб 7. Интенсификатор потока 8, который представляет собой заглушенную с двух сторон трубу, размещенную внутри внутренней трубы 6 и который предназначен для уменьшения сечения трубного пространства. В пространство между внутренней трубой 6 и интенсификатором потока 8 установлена направляющая вставка в виде спирали 9.
Теплообменник работает следующим образом. Нагреваемый теплоноситель по патрубку подвода 2 направляется в межтрубное пространство между корпусом 1 теплообменника и внутренней трубой 6, а затем покидает теплообменник по патрубку отвода нагреваемого теплоносителя 3. Греющий теплоноситель подается по патрубку подвода 4 в межтрубное пространство, образованное внутренней трубой 6 и интенсификатором потока 8 и, совершая движение по спирали за счет направляющих вставок в виде спирали 9, установленных в это межтрубное пространство, покидает теплообменник через патрубок отвода греющего теплоносителя 5. Греющий теплоноситель отдает свое тепло нагреваемому теплоносителю посредством теплопередачи непосредственно через поверхность внутренней трубы 6 и через ее оребрение, выполненное из тепловых труб 7, передача теплового потока в которых осуществляется за счет фазового перехода содержащегося в них рабочего вещества. Для обеспечения наибольшей эффективности работы теплообменник следует размещать вертикально, причем, угол наклона тепловых труб 7 (а особенно термосифонов) относительно поверхности теплообмена внутренней трубы 6 должен быть выполнен исходя из условия нахождения жидкой фазы рабочего вещества тепловой трубы 7 в греющей среде и обеспечения возврата конденсата в эту зону. Направляющие вставки в виде спирали 9 предназначены для введения дополнительного гидравлического сопротивления по греющей среде с целью наиболее полного использования ее теплового потока к повышению эффективности теплообменника согласно гидродинамической теории Рейнольдса и могут быть выполнены из любого материала, устойчивого к воздействию высоких температур и химических свойств теплоносителя.
В результате использования данной конструкции теплообменника обеспечивается более эффективный теплообмен между греющей и нагреваемой средой от использования тепловых труб в качестве оребрения теплопередающей поверхности, что позволяет передавать большую тепловую мощность между различными средами относительно быстрее, чем в случае применения аналогов. Причем, при одинаковой тепловой мощности предлагаемый вариант конструкции имеет относительно меньший вес, чем известные технические решения.