ТЕПЛООБМЕННИК

ТЕПЛООБМЕННИК
Полезная модель относится к области теплоэнергетики, конкретнее - к устройствам, обеспечивающим охлаждение рабочего тела энергетической установки атмосферным воздухом.
Известны теплообменники в составе геотермальной установки содержащие связанные по рабочему тело теплообменные секции, при этом каждая секция снабжена вентилятором, установленным в верхней части (см., например, св-во РФ на ПМ, № 9023 по кл. F03G 7/00 за 1997г.).
К недостаткам известных теплообменников следует отнести неэффективность использования ветровой энергии и, как следствие, высокие энергозатраты процесса теплообмена.
Наиболее близким к предложенному техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является теплообменник, состоящий из двенадцати секций воздушных конденсаторов типа 1 АВ 3, расположенных в 4 ряда по 3 конденсатора в каждом и объединенных по два ряда общими коллекторами подачи и слива (см., например. Сб. «Российские энергоэффективные технологии, М., 2002 г.. Вып. 1(2), стр. 30).
К недостаткам описанной конструкции следует отнести невозможность оптимизации процесса теплообмена и минимизации его энергозатрат при переменной по интенсивности и направлению ветровой нагрузке, обусловленные взаимным расположением теплообменных секций.
наиболее полного использования ветровой энергии атмосферного воздуха.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в известном теплообменнике, содержащем сообщенные по рабочему телу теплообменные секции, размещенные на каркасе и снабженные вентиляторами в верхней части, по предложенной полезной модели теплообменные секции установлены таким образом, что в плане образуют замкнутый контур в виде многоугольника, при этом вентиляторы выполнены реверсивными.
Такое выполнение теплообменника позволяет максимально использовать ветровую нагрузку при переменной розе ветров для оптимизации процесса теплообмена при минимальных энергозатратах, т.к. установка теплообменных секций указанным образом обеспечивает возможность автоматизировано управлять работой реверсивных вентиляторов.
На чертежах схематично изображено предлагаемое устройство, где на фиг. 1 представлен разрез теплообменной секции, на фиг. 2 - вид сверху на теплообменник со схемой, поясняющей его работу.
Устройство содержит размещенные на каркасе 1 трубчатые теплообменные секции 2, сообщенные между собой коллектором пара 3 и коллектором конденсата 4. В верхней части каждой теплообменной секции 2 на каркасе 1 установлен реверсивный вентилятор 5.
Устройство работает следующим образом.
Горячее рабочее тело (пар) поступает в паровой коллектор 3, по трубкам теплообменных секций 2 движется в низ и по мере движения охлаждается движущимся поперек потоком воздуха, создаваемым перепадом давления, срабатываемым вентилятором 5. Охлажденное рабочее тело конденсируется и собирается в коллекторе конденсата 4.
ветровой нагрузки с указанными параметрами теплообменник работает по схеме, представленной на фиг.2.
При направлении ветра, указанном на схеме стрелками, происходит обтекание тела вращения, делящее периметр теплообменника на зоны с разыми уровнями давления перед теплообменными секциями 2:
Зона А (сегмент аа) - зона повышенного давления +Р перед секциями 2;
Зона В (сегменты ав и а в ) - зона нормального давления Р перед секциями 2;
Зона С (сегмент вв ) - зона разрежения -Р перед секциями 2.
В описанной ситуации при наличии ветровой нагрузки со скоростью ветра 4 -ь 5 м/сек все вентиляторы 5 зоны А отключены, вентиляторы 5 зоны В работают на просос воздуха вверх, а вентиляторы 5 зоны С либо нагнетают воздух вниз, либо при достаточном разрежении перед секциями 2 создающем требуемый перепад давления, обеспечивающий расчетную скорость потока охлаждающего воздуха, могут быть отключены.
Предложенная геометрия теплообменника, благодаря использованию ветровой нагрузки, позволяет снизить энергозатраты на привод вентиляторов 5 до 60% без снижения эффективности теплообмена и дает возможность автоматизации работы теплообменника.