CS261175B1 - Dvoutahový výměník tepla - Google Patents

Abstract

Dvoutahové pláštové trubkové výměníky v důsledku směšování proudu látky v mezitrubkové části vykazují poměrně nízkou termickou účinnost. Tento nedostatek do značné míry odstraňuje řešení výměníku spočívající v tom, že souběžná nepropustná oddělovací přepážka tvořená tepelně i izolačním materiálem a umístěná pouze v centrální části trubkového svazku mezi souproudým tahem a protiproudým tahem je spojena s trubkovnicí závěsy, přičemž mezi souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou a trubkovnicí je volný průřez.

Description

Vynález se týká dvoutahového výměníku tepla s kombinací souproudu a protiproudu.

Typy výměníků s U-trubicemi používající oddělovací přepážku jsou bud čistě souproudě nebo protiproudé a oddělovací přepážka má ještě další funkci: bud upevňuje vodicí členy, nebo dovoluje pro svou konstrukci použiti materiálu odlišného od ostatní konstrukce. Svým případným asymetrickým uložením vytváří dva různé kanály. Jednak kanál s menším průřezem a tudíž vyšší rychlostí proudění a s vyšším součinitelem přestupu tepla a jednak kanál s vnitřním průřezem, u něhož se zvyšuje turbulence proudu a tim i přestupní součinitel vlivem podélných žeber připevněných k přepážce. U dosud známých plášřových vícetahových trubkových výměníků tepla s trubkami ve tvaru U s kombinaci souproudu a protiproudu dochází k příčnému směšování teplonosné látky v mezitrubkovém prostoru, což spolu se souproudně protiproudým průtokovým uspořádáním vede k značné degradaci středního teplotního spádu ve výměníku a tím i k poměrně nízké termické účinnosti.

Uvedené nevýhody odstraňuje dvoutahový trubkový výměník podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že souběžná nepropustná oddělovací přepážka tvořená tepelně izolačním materiálem a umístěná pouze v centrální části trubkového svazku mezi souproudým tahem a protiproudým tahem je spojena s trubkovnicí závěsy. Spojení je provedeno tak, že mezi souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou, která je uvnitř dutá nebo vyplněna tepelně izolační hmotou, a trubkovnicí je volný průřez.

Vytvořením souběžné nepropustné oddělovací tepelně izolační přepážky se zabrání směšování látky v mezitrubkovém prostoru a zároveň je vytvořena tepelná izolace vůči sdílení tepla mezi souproudým a protiproudým tahem. V případě, že látka s větši tepelnou kapacitou protéká mezitrubkovým prostorem a látka s menši tepelnou kapacitou proudí uvnitř trubek, zvyšuje se termická účinnost při řešení podle vynálezu až o 20 % oproti provedení výměníku bez přepážky. To se s výhodou může uplatnit zejména u výměníků k využití odpadního tepla spalin k ohřevu, například vzduchu, neboř tepelná kapacita spalin je téměř vždy větší než tepelná kapacita vzduchu v běžné teplotechnické praxi. Průtok spalin v mezitrubkovém prostoru je žádoucí i z důvodu snazšího čištění teplosměnné plochy při vyjmutí svazku trubek z pláště výměníku.

Na připojených výkresech je nakreslen přiklad dvoutahového trubkového výměníku tepla podle vynálezu, kde na obr. 1 je vertikální řez výměníkem a na obr. 2 je příčný řez A-A výměníkem s pláštěm obdélníkového průřezu.

Dvoutahový trubkový výměník tepla je tvořen trubkovým svazkem i ve tvaru U uloženým v plášti 2 výměníku, trubkového nebo obdélníkového průřezu. Souběžná nepropustná oddělovací přepážka 2 í^e umístěna mezi souproudým tahem S a protiproudým tahem P a spojena s trubkovnicí 4 přes závěsy 5 tak, že mezi souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou 3 a trubkovnicí £ je volný průřez. Dále je přepážka 2 vyjímatelná s trubkovým svazkem 2 ^a trubkovnicí £ a její poloha je uvnitř trubkového svazku 2 vymezena distančními vložkami 6. Látka s větší tepelnou kapacitou vstupuje do výměníku vstupem 7_, protéká odděleně souproudým tahem S a protiproudým tahem P a po smíšení za souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou 2 opouští mezitrubkový prostor výstupem 2· Látka s menší tepelnou kapacitou natéká do vstupního hrdla 2 rozděleného víka výměníku, protéká trubkami 10 do výstupního hrdla 11. Průtok látky v mezitrubkovém prostoru může být budto přímý, jak je znázorněno v levé části obr. 1, nebo usměrněný příčnými přepážkami 12, i³^ Ó^e znázorněno v pravé části obr. 1.

Tyto alternativní možnosti jsou patrné též na obr. 2. Termická účinnost výměníku se nezmění, jestliže látka s větší tepelnou kapacitou vstupuje výstupem 8 a vystupuje vstupem 7_, nebo když látka s menši tepelnou kapacitou vstupuje výstupním hrdlem 11 a vystupuje vstupním hrdlem 2· Uspořádání vstupů a výstupů podle obr. 1 přináší však určitou výhodu danou zrovnoměrněním teploty trubek.

Claims (2)

předmEt vynálezu

1. Dvoutahový výměník tepla tvořený trubkami ve tvaru U s pláštěm kruhového nebo obdélníkového průřezu s jedním hrdlem umístěným proti ohybu trubkového svazku a souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou v trubkovém svazku, vyznačující se tím, že souběžná nepropustná oddělovací přepážka (3), tvořená tepelně izolačním materiálem a umístěná pouze v centrální části trubkového svazku (1) mezi souproudým tahem (S) a protiproudým tahem (P), je spojena s trubkovnicí (4) závěsy (5), přičemž mezi souběžnou nepropustnou oddělovací přepážkou (3) a trubkovnicí (4) je volný průřez.

2. Dvoutahový výměník podle bodu 1, vyznačující se tím, že souběžná nepropustná oddělova cí přepážka (3) je uvnitř dutá nebo vyplněna tepelně izolační hmotou.