МОНОБЛОЧНЫЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Предлагаемое устройство относится к теплоэнергетике, а именно, для использования тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагревании воздуха, подаваемого на горение.
Известен воздухоподогреватель, содержащий регенеративную ступень, подключенную к источнику воздуха через рекуперативную ступень, снабженную предвключенным по воздуху пакетом стеклянных труб (теплообменных элементов), выполненных из термостойкого малощелочного стекла, закрепленных с применением уплотняющих колец из термостойкой фторкаучуковой резины (упругих уплотнений), надеваемых на трубки и зажимаемых болтами между двумя трубными досками, обеспечивающими уплотнение труб и через байпасный трубопровод с калорифером [1].
Основными недостатками известного устройства являются сложность конструкции, выражающаяся в сложности монтажа и замены трубок, в неравномерном обжатии уплотнительных колец стеклянных труб, приводящем к перетечкам воздуха в газовый тракт и к возникновению в трубках температурных и механических напряжений, приводящих к разрушению трубной конструкции, возможности возникновения акустического резонанса в газовом объеме, что ограничивает площадь газового сечения и, соответственно, производительность воздухоподогревателя и ведет к снижению надежности и эффективности воздухоподогревателя.
Более близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стеклоюлочный воздухоподогреватель, содержащий пакет стеклянных теплообменных элементов, выполненных из термостойкого малощелочного армированного металлической сеткой стекла, закрепленный с применением упругих уплотнений между двумя трубными досками болтами и помещенный в корпус с крышкой, причем стеклянные теплообменные элементы представляют собой многоканальные стеклоблоки с воздушными каналами, имеющими шероховатую поверхность стекла и через стенку газовыми каналами, имеющими
гладкую поверхность стенки, размещенными по длине вдоль каждого блока, причем стеклоблоки расположены многорядной системой перевязки с образованием по длине пакета сквозных одноименных каналов, соединенных между собой по длине через упругие уплотнения с прокладками между каждым рядом, боковыми поверхностями блоков и корпусом [2].
Основными недостатками известного устройства являются жесткость конструкции по периметру блоков, способствующая возникновению температурной деформации в стеклянных теплообменных элементах, возникающих за счет температурного расширения, что приводит к снижению надежности стеклоблочного воздухоподогревателя, сложность изготовления многоканальных стеклоблоков и связанное с ней отсутствие индустриальной базы для их производства, что ведет к увеличению стоимости стеклоблоков и, как следствие - к снижению экономической эффективности стеклоблочного воздухоподогревателя и невозможность компоновки при перекрестном токе теплоносителя, что снижает его технологическую эффективность.
Технической задачей предлагаемой модели является повышение эксплуатационной надежности за счет снижения механических и температурных напряжений и технологической эффективности за счет возможности организации перекрестного тока воздушных и газовых потоков.
Технический результат достигается тем, что воздухоподогреватель содержит пакет стеклянных теплообменных элементов, выполненных из термостойкого малощелочного армированного металлической сеткой стекла, закрепленных с применением уплотнений между двумя трубными досками болтами и помещенных в корпус с крышкой, причем теплообменные элементы представляют собой одноканальные стеклоблоки с каналами для воздуха, имеющими шероховатую поверхность стенок, уложенные по рядам друг на друга между стойками, прикрепленными к опорным балкам с образованием между каждым близлежащим рядом газового канала, соединенные между собой через упругие уплотнения.
На фиг.1 представлен моноблочный воздухоподогреватель, содержащий корпус 1, заключающий в себе расположенные однорядной системой перевязки
одноканальные стеклоблоки, выполненные из термостойкого малощелочного стекла 2, с прямоугольным каналом 3 для прохода воздуха, упругим уплотнением 4 между стеклоблоками, наружной прокладкой 5 и закрепленные по вертикали стойкой 6 с балкой 7 прямоугольные газовые каналы 8 между стеклоблоками. Трубные решетки на фиг.1 не показаны.
Моноблочный воздухоподогреватель представленный на фиг.1 работает следующим образом.
Дымовые газы при разрежении, соответствующем режиму работы котельного агрегата и температуре близкой к температуре конденсации водяных паров, содержащихся в них, поступают в газовые прямоугольные каналы с гладкими стенками 8, легко подвергающиеся очистке от оседающих на них механических примесей, содержащихся в дымовых газах. В воздушные прямоугольные каналы 3 с шероховатой поверхностью и площадью поперечного сечения меньшей, чем у каналов 8 между стеклоблоками 2 поступает холодный воздух, который, при прохождении через каналы 3 в результате процесса теплообмена, заключающегося в передаче тепла теплопроводностью через общие стенки газовых и воздушных каналов 8 и 3, конвекции в газовой и воздушной средах, нагревается до требуемой температуры, а дымовые газы охлаждаются с частичной конденсацией водяных паров, содержащихся в них. При этом, в зависимости от требуемой компоновки конструкция моноблочного воздухоподогревателя позволяет осуществлять процесс подогрева воздуха при прямоточном, противоточном и перекрестном движении теплоносителей.
Таким образом, предлагаемый моноблочный воздухоподогреватель позволяет повысить эксплуатационную надежность и эффективность работы устройства за счет выполнения теплообменных элементов в виде одноканальных стеклоблоков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авторское свидетельство СССР №817395, кл. F 23 L 15/04, 1981.
2. Патент РФ №2247281, М кл. F 23 L/04, 2005
3. М.А.Михеев, И.М.Михеева Основы теплопередачи. - М: «Энергия», 1973, 320 с.
4. Г.С.Добряков, В.К.Мигай и др. Воздухоподогреватели котельных установок, 1977, 184 с.
5. Водяные тепловые сети: Справочное пособие / Под ред. Н.К.Громова, Е.П.Шубина, 1988, 376 с.