ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к конструкции теплообменников, работающих на продуктах сгорания газа или другого топлива.
1
2
3
Известен теплообменник [Полезная модель RU №38221. Теплообменник с электронагревом / В.В.Стулов, Ю.Г.Кабалдин, М.В.Коркин. Опубл. 27.05.2004. Бюл. №15], содержащий отдельные трубы, закрепленные в коллекторе с образованием одной полости испарительно-конденсационного цикла, коллектор выполнен из двух расположенных одна в другой труб большего «Д» и меньшего «Д» диаметров, в трубе большего диаметра закреплены оребренные трубы диаметром «Д», в полости между трубами большего и меньшего диаметров расположены электронагреватели, датчики уровня теплоносителя и термопара, в нижней части трубы большего диаметра расположен заправочный штуцер, в зоне охлаждения оребренных труб расположен кожух, вентилятор с электродвигателем с регулируемым числом оборотов и термопара, а электронагреватели, датчики уровня теплоносителя, термопары и электродвигатель вентилятора подсоединены в систему автоматического управления работой теплообменника.
Недостатком известного теплообменника [ПМ №38221] является то, что наличие электронагревателей в полости между трубами большего и меньшего диаметров приводит к необходимости их замены в случае перегорания, а также зависимость от наличия электрической энергии. Кроме этого, наличие только в нижней части трубы большего диаметра заправочного штуцера, датчиков уровня теплоносителя и термопар не обеспечивает надежную работу теплообменника в случае нарушения герметичности в полости испарительно-конденсационного цикла.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого теплообменника, заключается в:
1. Повышении надежности и срока службы теплообменника.
2. Уменьшении эксплуатационных затрат.
Заявляемый теплообменник характеризуется следующими существенными признаками.
1
2
3
Ограничительные признаки: трубы, закрепленные в коллекторе с образованием одной полости испарительно-конденсационного цикла; коллектор выполнен из двух расположенных одна в другой труб большего «Д» и меньшего «Д» диаметров; в трубе большего диаметра закреплены оребренные трубы диаметром «Д»; в полости между трубами большего и меньшего диаметров расположена термопара и датчик уровня теплоносителя; в нижней части трубы большего диаметра расположен штуцер; в зоне охлаждения оребренных труб расположен кожух, вентилятор с электродвигателем с регулируемым числом оборотов и термопара; датчик уровня теплоносителя, термопары и электродвигатель вентилятора подсоединены в систему автоматического управления работой теплообменника.
2
4
Отличительные признаки: внутри трубы меньшего диаметра «Д» расположена дополнительная глуходонная труба диаметром «Д» с образованием коллектора горячих газов; коллектора с трубками в верхней части оребренных труб с электромагнитным клапаном; автоматическое устройство поддержания заданного уровня теплоносителя в полости между трубами большего и меньшего диаметров, соединенное с баком, заполненным теплоносителем; газовая горелка с электрическим регулятором расхода газа и дымовая труба, примыкающие к коллектору горячих газов.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого теплообменника и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
2
4
2
Расположенные внутри трубы меньшего диаметра «Д» дополнительной глуходонной трубы диаметром «Д» позволяет образовать дополнительный коллектор для прохода горячих газов. В результате осуществляется передача тепла от горячих газов теплоносителя через стенку трубы диаметром «Д» в полость испарительно-конденсационного цикла с нагревом теплоносителя.
Закрепление в верхней части оребренных труб коллектора с трубкой позволяет объединить трубы в один контур, выровнять температуры по высоте труб и обеспечивает высокоэффективную работу теплообменника.
Наличие электромагнитного клапана в коллекторе в верхней части оребренных труб обеспечивает высокоэффективное удаление неконденсирующихся газов из полости испарительно-конденсационного цикла перед началом работы теплообменника.
Наличие автоматического устройства поддержания заданного уровня теплоносителя в полости между трубами большего и меньшего диаметров, соединенное с баком, заполненным теплоносителем обеспечивает высокоэффективную работу теплообменника даже в случае нарушения герметичности полости испарительно-конденсационного цикла и кратковременных утечек теплоносителя. Кроме этого, после выключения теплообменника полость испарительно-конденсационного цикла автоматически заполняется теплоносителем в случае его утечки.
Наличие газовой горелки с электрическим регулятором расхода газа, примыкающей к коллектору горячих газов обеспечивает поступление заданного количества горячих газов теплоносителя в коллектор и работу теплообменника.
Наличие дымовой трубы, примыкающей к коллектору горячих газов, обеспечивает отвод отдавших тепло газов в окружающую среду.
На фиг.1 приведен внешний вид теплообменника, на фиг.2 - сечение
А-А на фиг1.
1
2
3
4
Заявляемый теплообменник на фиг.1 и 2 состоит из коллектора 1, выполненного из трубы 2 большего диаметра «Д» и трубы 3 меньшего диаметра «Д», оребренных труб 4 диаметром «Д», полости 5 испарительно-конденсационного цикла, зоны охлаждения 6 оребренных труб с кожухом 7 и вентилятором 8 с электродвигателем с регулируемым числом оборотов, дополнительной глуходонной трубы 9 диаметром «Д» внутри трубы 3 и коллектором 10 горячих газов, коллекторов 11 с трубками 12 в верхней части оребренных труб 4, электромагнитного клапана 13, автоматического устройства 14 поддержания заданного уровня теплоносителя 15 в полости 5, бака 16 с теплоносителем 15, газовой горелки 17 с электрическим регулятором расхода газа и дымовой трубы 18, примыкающих к коллектору 10 горячих газов, термопар 19 и 20, датчика 21 уровня теплоносителя подключенных в систему автоматического управления работой теплообменника, штуцера 22.
Предварительно в бак 16 заливается теплоноситель 15, который через автоматическое устройство 14 поддержания заданного уровня теплоносителя поступает в полость 5 испарительно-конденсационного цикла с коллектором 1.
Теплообменник работает следующим образом. Включается газовая горелка с электрическим регулятором расхода газа и образующиеся горячие газы поступают в коллектор 10 с дополнительной трубой 9 с разогревом трубы 3 и теплоносителя 15 в коллекторе 1, ограниченном трубой 2. После нагрева теплоносителя 15 до заданной температуры, контролируемой по показанию термопары 20, системой автоматического управления работой теплообменника открывается электромагнитный клапан 13 с удалением из полости 5 испарительно-конденсационного цикла через коллектора 11 с трубками 12 неконденсирующихся газов в окружающую среду. После этого включается электродвигатель с вентилятором 8 и отбором тепла
от зоны охлаждения 6 оребренных труб 4 с нагревом поступающего в кожух 7 теплообменника воздуха. Температура выходящего из теплообменника нагретого воздуха контролируется по показаниям термопары 19. В случае утечек теплоносителя 15 из полости 5 испарительно-конденсационного цикла автоматическим устройством 14 обеспечивается его поступление в коллектор 1 из бака 16. Датчик уровня 21 теплоносителя дополнительно контролирует наличие теплоносителя в коллекторе 1 и в случае его отсутствия системой автоматического управления работой теплообменника выключается подача через электрический регулятор расхода газа газовой горелки 17. Отработавшие и остывшие горячие газы удаляются через дымовую трубу 18 в окружающую среду. После длительной работы теплообменника для промывки и очистки коллектора выкручивается штуцер 22.