ВОДО-ВОДЯНОЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в системах горячего водоснабжения и отопления.
Известен трубчатый спиральный теплообменник, например, для гелиевых рефрижераторов, содержащий сердечник с навитыми на него в несколько слоев трубами, имеющими проволочное спиральное оребрение и внутренние кольцевые выступы (1).
Недостаисами известного устройства являются малые диаметры и больщое число труб. Использование таких теплообменников в системах отопления и горячего водоснабжения требует очень качественной и дорогостоящей подготовки воды для исключения солеотложения на внутренних стенках труб. В противном случае будет происходить отложение солей на внутренней поверхности труб, уменьшаться тепловой поток и увеличиваться гидравлическое сопротивление.
Наиболее близким из известных к заявляемому устройству является ВОДО-ВОДЯНОЙ кожухотрубчатый теплообменник, содержащий трубчатый кожух с укрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками (2). Трубы трубчатой системы в этом теплообменнике выполнены с проволочным спиральным оребрением.
Недостатками известного устройства является использование в качестве наружного оребрения проволоки, что требует применения специальной и сложной технологии, обеспечивающей надежное крепление и натяжение при навивки проволоки для достижения необходимого термического контакта между проволочным оребрением и телом самой трубки. При недостаточном натяжении и контакте проволоки с трубкой в процессе производства профилированной трубки, а также при ее эксплуатации при наличии вибраций и пульсаций теплоносителей, эффект интенсификации теплоотдачи резко снижается или вообще отсутствует. Кроме того, при таком способе профилирования трубки по наружной поверхности требуется подготовка трубки, предусматривающая обезжиривание, травление поверхностей и данный способ изготовления низкопроизводителен и не может быть автоматизирован, что необходимо для серийного производства теплообменных аппаратов
При разработке полезной модели решалась задача повышения производительности технологичности изготовления, эффективности и надежности эксплуатации водо-водяного кожухотрубчатого теплообменника.
Техническим результатом осуществления полезной модели является, наряду с уменьшением массогабаритных характеристик теплообменника, увеличением коэффициента теплопередачи, снижением уровня отложений на трубках и увеличением времени непрерывной работы до чистки труб, повышение технологичности и производительности изготовления профилированных трубок, надежности аппарата, обеспечение более высокого и гарантированного коэффициента теплопередачи.
В соответствии с полезной моделью технический результат достигается тем, что в водо-водяном кожухотрубчатом теплообменнике, содержащем трубчатый кожух с закрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками, наружная поверхность труб трубчатой системы выполнена с выступами, а внутренняя поверхность труб снабжена впадинами, расположенными под выступами.
Результат достигается в большей степени, если выступы наружной поверхности труб выполнены в форме спирали вдоль продольной оси трубы.
Оптимальным является выполнение профиля выступов в форме трапеции.
Хорошие результаты получаются при выполнении выступов с шагом 0,30-1,50 наружного диаметра трубки и высотой 0,1-0,2 наружного диаметра трубки.
Дополнительный эффект можно достичь, если наружная поверхность труб снабжена впадинами, выполненными между выступами в форме спирали.
Технический результат достигается полнее, если внутренняя поверхность труб снабжена выступами, выполненными между впадинами внутренней поверхности в форме спирали.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематически представлен общий вид заявляемого устройства с поперечным сечением.
На фиг. 2 изображена труба трубчатой системы.
Устройство содержит трубчатый кожух 1, трубчатую систему 2, одна из труб которой расположена на продольной оси 00 кожуха 1, а остальные на концентрических окружностях вокруг нее,
имеющую подводящий 3 и отводящий 4 патрубки. Каждая труба трубчатой системы 2 выполнена с выступом 5 на наружной поверхности, который может иметь прямоугольную, трапецеидальную или овальную форму. Внзпгренняя поверхность трубы имеет впадину 6. Выступы 5 выполнены в виде спирали с шагом t и высотой h. Трубы трубчатой системы 2 Morjnr иметь впадины 7 на внешней поверхности в виде спирали с шагом 1н и расположенные под ними выступы 8 на внутренней поверхности высотой Ьн.
Устройство работает следующим образом.
Прямой поток горячей воды проходит внутри труб трубчатой системы 2, где охлаждается за счет нагрева обратного потока холодной воды, проходящего последовательно подводящий патрубок 3, пространство между кожухом 1 и трубчатой системой 2 и отводящий патрубок 4. При прохождении прямого потока в трубах трубчатой системы 2 за счет разрушения пограничного слоя впадинами 6 и выступами 8 коэффициент теплоотдачи повышается с ростом гидравлического сопротивления. Интенсификация теплообмена в пространстве между кожухом 1 и трубчатой системой 2 достигается использованием выступов 5 и впадин 7, развивающих наружную поверхность труб трубчатой системы 2 и турбулизирующих обратный поток. При этом термический контакт винтового выступа 5 с трубкой значительно полнее, чем у проволочного оребрения в известном устройстве.
Литература:
(1)Авторское свидетельство № 568829. М.кл. F 28D 7/02, 1974 г.
(2)Свидетельство на полезную модель .Nb 2427. М.кл. F 28D 7/16, 1995г.