Устройство теплообмена с элементами на основе полимерных полых волокон

Полезная модель относится к средствам обработки воды нагреванием и может быть использована для получения подогретой с последующим использованием при подогреве воды для нужд горячего водоснабжения и аккумулировании тепловой энергии.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является теплообменник, описанный в SU №1145233 А, МПК F28D 7/02.
Известное устройство состоит из корпуса, в котором поярусно размещены теплообменные модули в виде свернутых в спирали трубных пучков, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и предотвращения гидроударов в горячей зоне теплообменника при применении полимерных труб малого диаметра, путем повышения температурного напора и исключения закипания теплоносителя внутри трубных пучков, трубы последних смежных модулях имеют различную длину, уменьшающуюся в направлении от холодной к горячей зоне теплообменника.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и сложность разбора и замены элементов, вышедших из строя.
Технической задачей является увеличение срока службы нагревательных элементов, повышение срока ремонтопригодности теплообменника.
Технический результат достигается тем, что устройство теплообмена с элементами на основе полимерных полых волокон, содержит корпус, коллекторы подвода и отвода рабочего компонента, соединенные множеством элементов теплообмена, выполненных в виде пучков полых полимерных волокон, расположенных вертикально друг над другом, но, в отличие от прототипа, коллекторы подвода и отвода рабочего компонента установлены в корпусе устройства теплообмена, и элементы теплообмена соединены с заглушками-сборниками, установленными с шагом h на коллекторах подвода и отвода с помощью разборного соединения.
Конструкция устройства теплообмена содержит полый корпус с коллекторами подвода и отвода рабочего компонента, соединенных множеством элементов теплообмена, выполненных в виде пучков полых полимерных волокон, расположенных вертикально друг над другом диаметром d=(0,0001-0,6)D и количеством N, зависимые от входного диаметра D и расположенные вертикально с шагом h=(5-15)*D, проводящие нагревающий рабочий компонент.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить срок службы нагревательных элементов и создание возможности настройки мощности за счет исполнения нагревательных элементов в виде полимерных полых трубок диаметром d=(0,0001-0,6)D и количеством N, зависимые от входного диаметра D и расположенные вертикально с шагом h=(5-15)*D, проводящие нагревающий компонент.
Техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображено устройство теплообмена.
1
Устройство теплообмена с элементами на основе полимерных полых волокон, представленное в разрезе (фиг. 1), содержит корпус 1, коллектор подвода 2 диаметром D и коллектор отвода 3 рабочего компонента диаметром D=(0,8-1,2)D с установленными заглушками-сборниками 4, в которые входит множество элементов теплообмена 5 в виде пучка полимерных полых трубок с диаметром d=(0,0001-0,6)D и длиной (20-2000)D, расположенных вертикально друг от друга на расстоянии с шагом h=(5-15)*D.
Поток рабочего компонента подается в коллектор подвода 2 и далее распределяется по теплообменным элементам, выполненных в виде множества полимерных полых волокон. Продвигаясь по полым полимерным трубкам, рабочий компонент взаимодействует со стенками трубки и передает тепловую энергию через стенку нагреваемому компоненту. Трубки сходятся в заглушке-сборнике 4, который устанавливается в коллекторе отвода 3, по которому продолжает свое движение компонент по направлению отвода. Длина L полимерных полых трубок влияет на энергоэффективность элементов теплообмена 5 и меняется в пределах L=(20-2000)D.
Увеличение срока службы устройства теплообмена, повышение срока его ремонтопригодности достигают за счет возможности замены вышедших из строя элементов теплообмена 5, поскольку данные элементы соединены с заглушками-сборниками 4, на коллекторах подвода и отвода с помощью разборного соединения.
1
Для обеспечения увеличение срока службы нагревательных элементов и повышения энергоэффективности теплообменного устройства геометрические параметры элементов теплообменного устройства должны удовлетворять следующим соотношениям: диаметр полимерных трубок диаметром d=(0,0001-0,6)D и длиной (20-2000)D; вертикально шаг установки коллектора отвода h=(5-15)*D; диаметр коллектора отвода D=(0,8-1,2)D.
Однозначный подбор геометрических параметров таких, как d, h, D, N зависит от энергомощности теплообменника, и обеспечивает увеличение срока службы нагревательных элементов и повышение ремонтопригодности теплообменника.
С помощью предлагаемого теплообменника решена поставленная задача по повышению срока службы нагревательных элементов и повышению ремонтопригодности теплообменника, за счет использования полимерных полых волокон, путем выполнения нагревательного элемента в виде множества полимерных полых волокон, соединенных с заглушками-сборниками, установленные на коллекторе подвода и отвода с помощью разборного соединения.