CS253018B1

CS253018B1 - Heat Exchanger

Info

Publication number: CS253018B1
Application number: CS855895A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Svorc
Original assignee: Vaclav Svorc
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS589585A1

Abstract

Výměník tepla typu vzduch-vzduch vytvořený pomocí paralelních plochých kanálků které ve střední části jsou ve více vrstvách vzájemně propojeny drátem převádějícím teolo. Ne kanálcích je pomocí zákrytů vzdušina, která uvnitř proudí protisměrně, naváděna do příslušných vzduchovodů.Air-to-air heat exchanger made of parallel flat channels which are interconnected in the middle part in multiple layers by a heat transfer wire. In the channels, the air, which flows in the opposite direction inside, is guided into the appropriate air ducts by means of covers.

Description

Vynález se týká výměníku tepla typu vzduch-vzduch vhodného pro nízké teploty v různých provozovnách, kde je nutná výměna vzduchu.The invention relates to an air-to-air heat exchanger suitable for low temperatures in various plants where an air exchange is required.

Dosud známých výměníků na získávání a opětné užití odpadního tepla je více typů. Společnou nevýhodou věech je dosahovaný, nízký součinitel přestupu tepla a proto, aby bylo dosaženo přijatelné účinnosti, je tento nedostatek nahražen větěí teplosměnnou plochou. Tato okolnost způsobuje, že výměník je velký, tím vznikají potíže ve výrobě, ale i v provozu.There are several types of heat exchangers known to date for recovering and reusing waste heat. A common disadvantage of all is the achieved, low heat transfer coefficient and, in order to achieve acceptable efficiency, this deficiency is replaced by a larger heat exchange surface. This causes the exchanger to be large, causing difficulties in production but also in operation.

odstranění těchto nedostatků usiluje i patent USA č. 4. 147 210, kde napříč kanálky, kterými proudí vzduěine, je ve více vrstvách položena síí, jejíž provedení může být různé. Povrch sítě tvoří teplosměnnou plochu, která teplo získává, ve své hmotě převádí do vedlejšího kanálku a opět plochou předává. Ale i toto provedení s použitím sít má řadu nevýhod. Tak například, zvýšení součinitele přestupu tepla je malé a je dáno rozměrem materiálu sítě a jejím provedením. Také materiál sítě způsobuje, že oka sít musí být z výrobních důvodů dostatečně velká, ale také aby odoor, který vložením sít do proudu vzduchu vzniká, nebyl velký. Tím ale zase klesá teplosměnný povrch a tak se síí svým povrchem stává jen jakousi doplňkovou plochou kanálků a celkový účinek není výrazný.U.S. Pat. No. 4,710,210 also seeks to overcome these drawbacks, where a network is laid across the ducts through which the air flows, the design of which may vary. The surface of the net forms the heat exchange surface, which receives the heat, transfers it to the secondary channel in its mass and transmits the surface again. But even this embodiment using sieves has a number of disadvantages. For example, the increase in the heat transfer coefficient is small and is determined by the size of the mesh material and its design. Also, the mesh material causes the mesh meshes to be large enough for manufacturing reasons, but also that the odor created by inserting the mesh into the air flow is not large. This, however, again decreases the heat exchange surface and so the network surface becomes only a kind of complementary channel area and the overall effect is not significant.

Pokud nejsou síta provedena tak, aby se otvory kryly s plochou jednotlivých kanálků, což je možné jen u sít se speciálně vyaekávenými otvory v plechu,.je i těsnění mezi jednotlivými kanálky velmi obtížné. Toto těsnění s ohledem na provedení síta musí být dostatečně široké a vysoké. Protože ale účinnost výměníku je závislá i na počtu vrstev vytvořených síty a protože rozteč je dána výškou těsnění, není snadné vyrobit výměník s velkou účinností.If the screens are not designed so that the holes coincide with the surface of the individual channels, which is only possible with screens with specially cut holes in the sheet metal, the sealing between the individual channels is also difficult. This seal must be sufficiently wide and high with respect to the screen design. However, since the efficiency of the exchanger is also dependent on the number of layers formed by the sieves and because the pitch is given by the height of the seal, it is not easy to produce the exchanger with great efficiency.

Výše uvedené nevýhody do značná míry odstraňuje výměník tepla podle vynálezu, jehož podstatou je, že je sestaven z paralelních plochých kanálků, jejichž stykové delší stěny ve střední části výšky tvoří vložky, mezi kterými jsou vedeny dráty procházející všemi kanálky a okrajové části stěn těchto kanálků jsou vytvořeny vložkou opatřenou usměrňovačími žebry.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the heat exchanger according to the invention, which consists in that it consists of parallel flat ducts whose contact long walls in the middle of the height form inserts between which wires passing through all ducts are guided and the edge portions of the ducts are formed by an insert provided with deflection ribs.

Použití drátu, který dobře vede teplo, má velkou výhodu, že umožňuje dosáhnout velkého součinitele přestupu tepla, a to několikanásobně, než se dosahuje u stávajících výměníků. K tomu přistupuje další výhoda ve velké teplosměnné ploše drátu na jednotku jeho hmotnosti. Spojením obou výhod s konstrukčním uspořádáním lze dosáhnout poměrně malé hmotnosti a velikosti.The use of a heat-conducting wire has the great advantage of allowing a large heat transfer coefficient to be achieved several times higher than that of existing exchangers. In addition to this, there is another advantage in the large heat transfer surface of the wire per unit of its weight. By combining both advantages with the design, relatively small weight and size can be achieved.

Toto usnadňuje i okolnost, že zde není pohyblivých dílů a je proto možné použít levných plastů. Výměník ale může pracovat za vyšších teplot, pokud bude použito plastů s větší tepelnou Odolností nebo tyto nahraženy kovem. PoužiAÍ' kovů ale zvýší podstatně hmotnost.This is facilitated by the fact that there are no moving parts and it is therefore possible to use cheap plastics. However, the heat exchanger can operate at higher temperatures if plastics with higher heat resistance are used or replaced by metal. However, the use of metals increases substantially the weight.

Zmenšováním průměru drátu se značně zvyšuje součinitel přestupu tepla ale současně se zmenšuje jeho délka, která dokáže vedením teplo ve hmotě získané teplo převést. Proto je prostor výměníku rozdělen na větší počet kanálků, jejíchž šíře je dvojnásobkem vypočtené vhodné délky drátu a ve kterých protisměrně proudí vzduěine. Toto uspořádání umožňuje provedení pro různé účinnosti a protože výměník je protiproudý, lze dosáhnout jejich vysokých hodnot. Konstrukční uspořádání umožňuje nejen snadnou výrobu, ale i s několika velikostmi jednotlivých dílů sestavovat různé velikosti.By decreasing the diameter of the wire, the heat transfer coefficient is greatly increased, but at the same time its length is reduced, which can transfer the heat in the mass by conduction. Therefore, the space of the exchanger is divided into a plurality of channels whose width is twice the calculated suitable wire length and in which the air flows in the opposite direction. This arrangement allows for different efficiencies and because the heat exchanger is countercurrent, high values can be achieved. The design allows not only easy manufacture, but also assemble different sizes with several sizes of individual parts.

Vynález je vysvětlen na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je zjednodušeně nakreslen podélný řez výměníkem vloženým do potrubního dílu, ne obr. 2 je pohled ne výměník ve cměru proudění a je zde, opět zjednodušeně, znázorněno překrývání jednotlivých polovin kanálků a na obr. 3 je příčný řez výměníkem a znázorňuje proudění vzdušiny uvni tř výměníku.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a simplified longitudinal sectional view of an exchanger inserted into a pipe part; FIG. 2 is a view of the exchanger in the flow direction; 3 is a cross-sectional view of the exchanger and illustrates air flow within the exchanger.

Díl i je potrubní díl, oproti rozměrové »ormě částečně zvětšený, ne který je možné pomocí přírub z nerovnoramenného úhelníku í napojit díl 2, který má již normalizované rozměry.The part 1 is a part of the pipe part, in comparison to the dimensional plane, partially enlarged, not by which it is possible to connect a part 2, which has already normalized dimensions, by means of flanges from a non-isosceles angle.

Spoj je utěsněn těsněním J. Díl 2 je zhotoven ze dvou oblouků, na která se napojuje již potrubní rozvod. Oblouky mohou být menší než 90° nebo mohou být nahraženy jinými tvarovými díly. Těleso výměníku je vloženo do dílu 1 a sestává z jednotlivých paralelních kanálků 10 a 1 1 . kterými proudí vzduch přes dráty 13. jejich rozteče určuje vložka 14 a na krajích širší vložka 15. Drát 13 je v naznačeném podélném řezu na obr. 1 z jednoho kusu, což zněměná, že v jednotlivých vrstvách není dělen. Celkový počet jednotlivých drátů 13 je dán horizontální roztečí a šířkou výměníku.The joint is sealed with a gasket. Part 2 is made of two arches to which the piping is already connected. The arches may be less than 90 ° or may be replaced by other shaped parts. The exchanger body is inserted into the part 1 and consists of individual parallel channels 10 and 11. The wire 13 is in one piece in the longitudinal section shown in FIG. 1, which means that it is not separated in the individual layers. The total number of individual wires 13 is determined by the horizontal spacing and width of the exchanger.

Na vstupu a výstupu vzdušiny je výška kanálku tvořena vložkami 16. Volný prostor před vstupem vzdušiny do prostoru mezi dráty 13 umožňuje jeho rovnoměrné rozdělení na celou šíři výměníku. Tyto rozdělující vložky 16 mají žebře 22. která pro lepší přehlednost jsou zakreslena až na obr. 3. Tato žebra 22 mají napomáhat rovnoměrnějšímu rozdělení vzdušiny na celou plochu kanálků 1 0. 11 ale i zamezit průhybu těchto vložek 1 6 vlivem rozdílných tlaků přiváděného a odváděného vzduchu.At the inlet and outlet of the air, the height of the channel is formed by the inserts 16. The free space before the air enters the space between the wires 13 allows its uniform distribution over the entire width of the exchanger. These dividers 16 have ribs 22, which are shown in FIG. 3 for better clarity. These ribs 22 are intended to assist in more even distribution of the air mass over the entire surface of the ducts 11, but also to prevent sags 16 from deflecting air.

Celá plocha, kterou proudí vzduch je ne vstupu a výstupu rozdělena na dvě poloviny přepážkou 1 9. Tyto poloviny mají střídavě zakryty jednotlivé kanálky 10, 11 zákryty 17. Umístění zákrytů 17 a přepážek 19 je na obr. 2. Účelem zákrytů 17 a přepážek 19 je správ ně oddělit přiváděný a odváděný vzduch a navést ho do příslušných vzduchovodů.The entire airflow area is divided into two halves by the partition 19 at the inlet and outlet. These halves alternately cover the individual channels 10, 11 with the cover 17. The location of the covers 17 and the baffles 19 is shown in Fig. 2. it is proper to separate the supply and exhaust air and to guide it into the respective air ducts.

Nosnou a spojovací částí celého výměníku jsou bočnice 21 ze čtyřhranných trubek nebo jiného materiálu,mezi kterými jsou upnuty vložky 16 a 14 a pomocí opěrek 18 a šroubů 20 je vytvořena hlavní podstatná část výměníku. Vložením a uchycením v nosném potrubním dílu i, připojením dílů 2 je možné, v daných rozsazích, výměník napojit na potrubní část vzduchovodu.The supporting and connecting part of the whole exchanger are side walls 21 made of square tubes or other material, between which inserts 16 and 14 are clamped and by means of supports 18 and screws 20 the main substantial part of the exchanger is formed. By inserting and holding in the supporting duct part 1, connecting the parts 2, it is possible, in given ranges, to connect the exchanger to the duct part of the air duct.

Použitím výměníku, který výrobně bude velmi levný, je téměř všestranné. Od využívání odpadního teple v komunální sféře jak v průmyslu, ale i v zemědělství, kde bude možné i v zimních měsících dosáhnout velkou výměnu vzduchu ve stájích, a tím zajistit jeho čistotu, ale i teplotu pro lepší užitkovost. V jiných měsících používat přebytečného tepla stájí, které je značné, pro skleníky, sušárny, dosoušení a podobně.Using a heat exchanger that is very cheap to manufacture is almost versatile. From the use of waste heat in the municipal sector, both in industry and in agriculture, where it will be possible to achieve a great exchange of air in the stables in the winter months, thus ensuring its cleanliness and temperature for better performance. In other months use the excess heat of the stables, which is considerable, for greenhouses, dryers, after-drying and the like.

Claims

An air-to-air heat exchanger, characterized in that it consists of a layer of parallel flat channels (10, 11), the longitudinal joints of which form in the middle part of the height of the insert (14) between which wires (13) passing through all channels (10, 11) and the edge portions of the walls of these channels (10, 11) are formed by an insert (16) provided with deflection ribs (22).