ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в конструкциях рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа - преимущественно водо-водяных подогревателей в системе теплоснабжения и в системе горячего водоснабжения.
Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с расположенными в нем теплообменными трубами, поперечными и продольными перегородками, трубные доски, образующие с кожухом межтрубное пространство, компенсатор, выполненный на кожухе, имеющую внутреннюю перегородку камеру подачи среды в трубы и отвода из них и камеру поворота среды, примыкающие к трубным доскам, образующие с трубами трубное пространство и камеру подачи среды (RU №2232940, МПК F23D 7/00, опубл. 20.07.2004 г.).
Недостатком известного устройства является достаточно сложная и энергоемкая конструкция, относительная большая площадь теплообмена.
Известен водо-водяной кожухотрубчатый теплообменник, содержащий трубчатый кожух с укрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками, где наружная поверхность труб трубчатой системы выполнена с выступами, а внутренняя поверхность труб снабжена впадинами, расположенными под выступами (RU №6434, МПК F28D 7/16, опубл. 16.04.1998 г.).
Недостатками данной конструкции являются низкий коэффициент теплопередачи между греющей и нагреваемой средой, склонность к образованию отложений на впадинах труб, отсутствие возможности самоочищения пространств греющей и нагреваемой среды.
Технический результат заключается в повышении коэффициента теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, снижении металлоемкости конструкции, реализации эффекта самоочищения пространств греющей и нагреваемой среды при расширении унификации его применения.
Технический результат достигается за счет того, что теплообменник содержит кожух с подводящими и отводящими патрубками, внутри которого трубчатая система соединена с ее подводящим и отводящим патрубками через демпферно-упругие элементы. Ограничитель хода вынужденных колебаний установлен на внутренней поверхности кожуха, а ударный узел - в отводящем патрубке трубчатой системы.
Теплообменник содержит трубчатый кожух 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками. Внутри трубчатого кожуха 1 закреплена трубчатая система 4, соединенная с ее подводящим 5 и отводящим 6 патрубками через демпферно-упругие элементы 7. Ограничитель хода вынужденных колебаний 8 установлен на внутренней поверхности трубчатого кожуха 1 и ударный узел 9, установленный в отводящем патрубке 6 трубчатой системы 4.
Теплообменник работает следующим образом (см. фиг.1). Изначально осуществляют подачу греющей среды через трубчатый кожух 1 по подводящему 2 и отводящему 3 патрубкам. Последующая подача нагреваемой среды через подводящий патрубок 5 по трубчатой системе 4, закрепленной в кожухе 1 на демпферно-упругих элементах 7, вызывает перекрытие сечения выходного патрубка 6 трубчатой системы 4 в ударном узле 9, в результате чего возникает гидравлический удар, положительная волна распространения которого приводит к деформации демпферно-упругого элемента 7 (растягивание, смещение, кручение и т.п. - в зависимости от конструкции последнего) и, как следствие, вызывает отклонение Δ трубчатой системы 4 относительно кожуха 1. затем, израсходовав часть своей энергии в демпферно-упругом элементе 7 и часть в ограничителе хода 8, волна гидравлического удара, изменив при этом знак на противоположный, приводит к открытию сечения выходного патрубка 6 трубчатой системы 4 в ударном узле 9, в результате чего движение нагреваемой среды по трубчатой системе 4 возобновляется, демпферно-упругий элемент 7 и, соответственно, трубчатая система 5 относительно кожуха 1 возвращаются в свое исходное состояние и положение соответственно, после чего процесс вновь повторяется в описанной выше последовательности.
Амплитуда, полученных таким образом колебаний трубчатой системы 4, а равно и колебаний поверхности теплообмена теплообменника, фиксируется ограничителем хода 8, а их частота регулируется частотой перекрытия ударного узла 9.
В результате использования предлагаемого варианта исполнения теплообменника коэффициент теплопередачи между греющей и нагреваемой средой увеличивается более чем в два раза за счет пульсирующего режима течения греющей среды через поверхность теплообмена и ее периодических колебаний в пространстве кожуха, чем дополнительно реализуется эффект самоочищения пространств греющей и нагреваемой среды в теплообменнике, обеспечивается снижение металлоемкости конструкции за счет уменьшения площади теплообмена при расширении унификации его использования, за счет обеспечения возможности настройки его тепловой производительности под конкретный случай применения.