ПАКЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА
STACK OF PLATE HEAT EXCHANGER

Изобретение относится к области кондиционирования и вентиляции воздуха, в частности к пластинчатым теплообменникам, предназначенным для обеспечения теплообмена между приточным и вытяжным воздухом.
Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент RU №10861, U1 F28D 1/02 от 02.03.1999], который состоит из чередующихся, примыкающих друг к другу плоских пластин и гофрированных пластин-вставок. Гофры выполнены в виде выступов и впадин, чередующихся между собой. За счет чередования выступов и впадин на гофрированных пластинах между плоскими и гофрированными пластинами образуются попеременно противоточные каналы для рабочих сред.
Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент RU №119085, F28D 9/00 от 17.04.2012], который содержит параллельные пластины, снабженные выштамповками гофр. Смежные пластины контактируют друг с другом вершинами гофр и формируют попеременно противоточные каналы для рабочих сред. Каналы для рабочих сред расположены под углом друг к другу.
Известен пакет пластинчатого теплообменника [Патент WO №2007045064, F28D 9/00 от 20.10.2005], принятый за ближайший аналог, который содержит чередующиеся плоские и гофрированные пластины. Каждая пластина содержит центральный участок с боковыми плоскими треугольными участками. Поперечное сечение гофрированной пластины центрального участка в направлении, параллельном основаниям треугольника бокового участка, выполнено или волнообразным, или пилообразным, или синусоидальным, или представляющим собой периодическую или непериодическую функцию. Места изгиба кривой гофрированной пластины соприкасаются с плоской пластиной, образуя отдельные попеременно противоточные каналы для рабочих сред, то есть потоки рабочих сред, проходящих центральный участок, разделены на отдельные независимые попеременно противоточные каналы.
Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность теплообмена, обусловленная наличием преимущественно ламинарного движения потоков воздуха, в результате прохождение каждого потока воздуха через ряд отдельных независимых каналов.
Задачей настоящего изобретения является созданием пакета пластинчатого теплообменника, в котором за счет образованного гофрированными пластинами единого канала для прохождения каждого потока рабочей среды, обеспечивается интенсивное турбулентное движение потоков, что, в свою очередь, интенсифицирует теплообмен в теплообменнике.
Поставленная задача решается так, что в пакете пластинчатого теплообменника, который содержит уложенные в пакет чередующиеся пластины, которые образуют каналы для прохождения рабочих сред, пластины содержат центральные участки и боковые треугольные участки, центральный участок одной из чередующихся пластин выполнен гофрированным, согласно изобретению центральный участок другой из чередующихся пластин выполнен гофрированным с плоскими участками, при этом между пластинами в центральном участке образованы сплошные каналы для рабочих сред.
Чередующиеся пластины в области центрального участка прилегают друг к другу только на плоских участках. Профиль поперечного сечения пластин в области центрального участка может быть как одинаковым, так и разным.
Предложенная конструкция пакета пластинчатого теплообменника отличается от ближайшего аналога выполнением центрального участка одной из пластин гофрированной с плоскими участками.
В результате предложенного изобретения осуществляется создание пакета пластинчатого теплообменника, в котором обеспечивается турбулентное движение рабочих сред, а следовательно, и большая эффективность теплообмена по сравнению с ближайшим аналогом.
Суть изобретения объясняется следующими рисунками, где:
рис. 1. - общий вид пакета пластинчатого теплообменника;
рис. 2. - отдельно, чередующиеся пластины;
рис. 3. - разрез А-А согласно рис. 1;
рис. 4. - увеличенный вид Б согласно рис. 3.
Пакет пластинчатого теплообменника 1 содержит чередующиеся пластины 2 и 3 разных типов. Пластины 2 и 3 имеют центральный участок 4 и боковые треугольные плоские участки 5. Центральный участок 4 пластины 2 выполнен гофрированным. Центральный участок 4 пластины 3 выполнен гофрированным с плоскими участками 7. Профиль поперечного сечения каждой пластины в области, ограниченной центральной частью в направлении, параллельном основаниям треугольников, может быть разным (например, волнообразным, треугольным, синусоидальным и т.д.). Также возможно чередование пластин 2 и 3 с разным профилем, выполненным в области центрального участка (например, центральная часть пластины 2 имеет волнообразный профиль, а центральная часть пластины 3 имеет треугольный профиль). В области центрального участка 4 пластины 2 и 3 прилегают друг к другу только на плоских участках 7 пластины 3, образуя, таким образом, сплошной канал для прохождения рабочей среды. Пластины 2 и 3 могут быть выполнены из пластика (например, полиэтилена, поликарбоната и пр.) или из металла. На боковых треугольных плоских участках 5 пластин 2 и 3 выполнены выпуклые элементы 6, обеспечивающие направление потока воздуха. Выпуклые элементы 6 пластин 2 и 3 формируют зазор между пластинами 2 и 3 и способствуют ускорению поступления рабочих сред и их движения в пространстве между пластинами 2 и 3.
Пакет теплообменника работает следующим образом.
Рабочая среда, например свежий воздух, поступает во входные каналы 8, образованные боковыми участками 5 пластин 2 и 3, с одной стороны торца пакета 1. Свежий воздух направляется вдоль элементов 6 и поступает на центральный участок 4, образованный гофрированными участками пластин 2 и 3. Пройдя между пластинами 2 и 3, рабочая среда выходит с противоположной стороны пакета 1 вдоль элементов 6.
Аналогично, вторая рабочая среда, например, удаляемый из помещения воздух, поступает из противоположной стороны пакета во входные каналы 9, образованные боковыми участками 5 пластин 2 и 3, с одной стороны торца пакета 1. Удаляемый воздух направляется вдоль элементов 6 и поступает на центральный участок 4, образованный гофрированными участками пластин 2 и 3. Пройдя между пластинами 2 и 3, рабочая среда выходит с противоположной стороны пакета 1 вдоль элементов 6.
Теплообмен между рабочими средами происходит на центральном участке 4. Плоские участки 7 являются опорными элементами между пластинами 2 и 3.
Канал, по которому проходит рабочая среда в центральном участке 4, представляет собой сплошной канал по габаритам. Осуществляется дополнительная турбулизация потока при взаимодействии его с гофрами пластин 2 и 3, практически не соприкасающихся между собой. Турбулизация задерживает потоки на теплообменном участке 4, тем самым увеличивая время прохождения через теплообменную поверхность 4.