ВОЗДУХООХЛАЖДАЕМЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к теплообменному оборудованию, в частности к воздухохлаждаемым теплообменникам, используемым в области вентиляции и кондиционирования воздуха.
Известен воздухоохлаждаемый теплообменник, содержащий верхний и нижний коллекторы, оребренные трубки, размещенные, по меньшей мере, в один ряд, при этом калачи, соединяющие трубки, имеют отводы, подсоединенные к, по меньшей мере, одному сборному каналу, подключенному к верхнему или нижнему коллектору, причем последние выполнены в виде трубок, скрепленных по длине между собой (патент РФ №2249160).
В патенте РФ на полезную модель №30960 описана секция оребренная змеевиковая, фактически являющаяся воздухоохлаждаемым теплообменником. Указанный теплообменник содержит входную и выходную камеры, расположенные вертикально, теплоотдающие элементы, выполненные в виде труб с оребрением, размещенным поперечными рядами на наружной поверхности труб, опирающихся на специальные гребенки, которые приварены к уголкам, а также содержит отводы и калачи оребренных труб, выполненные гладкими и закрытые дефлекторами, Отличием заявленного теплообменника является то, что теплоотдающие элементы выполнены в виде труб со спирально-накатным или спирально-навивным оребрением из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, имеющим угол наклона оребрения по отношению к перпендикуляру оси теплоотдающего элемента 0-3,35°, шаг оребрения 2,8-5,0 мм, высота ребра 8,0-11,5 мм, диаметр оребрения 34-39 мм.
Недостатком указанной конструкции, выбранной в качестве прототипа, является невозможность очистки внутренних поверхностей теплоотдающих труб от накипи и др. отложений, возникающих в процессе эксплуатации теплообменника, поскольку конструкция прототипа выполнена неразборной, трубы соединены с калачами посредством сварки. Кроме того, гибка калачей и необходимость сварки обуславливают высокую трудоемкость изготовления теплообменника.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении возможности периодической механической очистки внутренних поверхностей теплопередающих труб, что обеспечивает увеличение срока эффективной работы теплообменника. Кроме того исключение гибки и сварки калачей обеспечивает снижение трудоемкости изготовления воздухоохлаждаемого теплообменника.
Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции, обеспечивающей возможность разборки для периодической очистки внутренних полостей теплоотдающих труб для увеличение срока эффективной работы теплообменника, а также снижение трудоемкости изготовления.
Указанная задача решается за счет того, что в воздухоохлаждаемом теплообменнике, содержащем входную и выходную камеры, присоединенные к камерам теплоотдающие элементы, выполненные в виде теплоотдающих труб с наружным оребрением на рабочей поверхности, согласно полезной модели, концы теплоотдающих труб вварены в трубную стенку, расположенную с противоположной по отношению к входной и выходной камерам стороны и связанную посредством болтового разборного соединения через прокладку с крышкой с образованием герметичной полости для свободного протекания теплоносителя между теплоотдающими трубами.
Трубная стенка связана с крышкой посредством приваренного к трубной стенке фланцевой рамки.
Крышка прижата к трубной стенке посредством рамки, выполненной из уголка.
Замена калачей, связывающих пары теплоотдающих труб для обеспечения изменение направления движения теплоносителя, на специальную общую полость, образованную трубной стенкой и герметично связанной с ней крышкой, позволяет значительно упростить изготовление теплообменного устройства. При этом полость гидравлически соединена с теплоотдающими трубами. Герметичность обеспечивается за счет использования прокладки. Соединение крышки с трубной стенкой посредством болтового разборного соединения обеспечивает возможность при уменьшении эффективного проходного сечения теплоотдающих труб провести разборку конструкции и выполнить механическую очистку труб.
Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели обеспечивает решение поставленной задачи и достижение необходимого технического результата.
Проведенные исследования показали, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Заявляемый воздухоохлаждаемый теплообменник соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция воздухоохлаждаемого теплообменника (вид сбоку и вид сверху), а на фиг.2 представлен частичный разрез теплообменника в зоне герметичной полости.
Заявляемый воздухоохлаждаемый теплообменник содержит входную 1 и выходную 2 камеры. Указанные камеры могут быть ориентированы вертикально при вертикальном расположении теплообменника, как показано на фиг.1. Однако теплообменник может эксплуатироваться и в горизонтальном положении.
К камерам 1 и 2 присоединены теплоотдающие элементы, выполненные в виде теплоотдающих труб 3 с оребрением 4. Оребрение 4 размещено на наружной рабочей поверхности теплоотдающих труб 3 поперечными рядами. Оно обеспечивает эффективную теплоотдачу.
Концы всех теплоотдающих труб 3 вварены в трубную стенку 5, при этом трубная стенка 5 расположена с противоположной по отношению к входной и выходной камерам 1 и 2.
Часть теплоотдающих труб 3 связана с входной камерой 1. Остальные трубы 3 соединены с выходной камерой 2.
К внешней стороне трубной стенки 5 посредством болтового разборного соединения 6 присоединена крышка 7. Для обеспечения герметичности в зоне соединения между крышкой 7 и трубной стенкой 5 установлена прокладка 8. Между наружной поверхностью трубной стенки 5 и внутренней поверхностью крышки 7 образована полость 9, гидравлически связанная с теплоотдающими трубами 3, вваренными в эту стенку 5, для свободного протекания теплоносителя по трубам.
При этом к трубной стенке 5 может быть приварена фланцевая рамка 10, а крепление крышки 7 для образования полости 9 осуществляется непосредственно к указанной фланцевой рамке 10.
Для повышения надежности герметизации полости 9 поверх краев крышки размещена прижимная рамки 11, выполненная из уголка.
При большой длине теплоотдающих труб 3 используются промежуточные опоры, которые обеспечивают поддержание труб 3, исключают провисание и возникновение вибраций. Форма выполнения промежуточных опор может быть любой, например, такой как в прототипе: специальные гребенки, которые приварены к уголкам, или, как показано на фиг 1, в виде шпилек 12, закрепленных на швеллерах 13, и связанных со шпильками волнистых опорных лент 14, охватывающих трубы 3.
Дефлекторы-отражатели 15 (экраны, кожухи) обеспечивают прохождение нагреваемого воздуха от вентилятора (на чертеже не показан) только через оребренную часть теплоотдающих труб 3.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Горячая среда, например вода, подается от входной камеры 1 через ряд связанных с ней теплоотдающих труб 3 в герметичную полость 9. Далее из полости 9 и остальные теплоотдающие трубы 3 теплоноситель перемещается в выходную камеру 2. При прохождении теплоносителя в прямом и обратном направлении он отдает тепло окружающей теплообменник воздушной среде.
После некоторого периода эксплуатации внутренняя поверхность теплоотдающих труб 3 покрывается накипью и другими отложениями. Это снижает эффективное сечение трубы 3, что в свою очередь значительно снижает эффективность теплообмена (понижается коэффициент теплопередачи теплообменника и возрастает его сопротивление при прохождении через него теплоносителя). Для восстановления работоспособности теплообменника при достижении определенного уровня загрязнения у теплообменника снимается крышка 7 и осуществляется механическая очистка внутренних поверхностей теплоотдающих труб 3. Затем крышка 7 устанавливается на место, и теплообменник продолжает эксплуатироваться.