Контактний теплоутилізатор

1. Контактний теплоутилізатор, що містить корпус з активною насадкою-теплообмінником в 3 36103 невеличких ділянках протитечія для відхідних газів і води, що циркулює в активній насадці. Характерним для прототипу є також низька ремонтопридатність, тому що при виході з ладу хоча б одного змійовика потребує заміни весь пакет. Внутрішню поверхню змійовиків неможливо очистити без проведення великого об'єму робіт з демонтажеммонтажем всього пакету. В основу корисної моделі поставлено задачу створення контактного теплоутилізатора, в якому нова будова насадки-теплообмінника дозволила б забезпечити підвищення ефективності роботи, ремонтопридатності та спростити очищення. Поставлена задача вирішується тим, що в контактному теплоутилізаторі, що містить корпус з активною насадкою-теплобмінником в ньому, згідно з корисною моделлю, насадка виконана у вигляді випаровувальних ділянок пакета теплових труб, які разом з конденсаційними ділянками цього пакета теплових труб утворюють теплообмінник. Теплові труби можуть бути споряджені ребрами на їх випаровувальних ділянках або на випаровувальних і конденсаційних ділянках. Виконання насадки у вигляді випаровувальних ділянок пакета теплових труб, які разом з конденсаційними ділянками цього пакета теплових труб утворюють теплообмінник, дозволяє забезпечити підвищення ефективності роботи в порівнянні з прототипом за рахунок реалізації в кожній з теплових труб при функціонуванні контактного теплоутилізатора випаровувально-конденсаційного контуру. Після монтування контактного теплоутилізатора випаровувальні частини контурів знаходяться в корпусі теплоутилізатора в потокові відхідних димових газів, а конденсаційні - у камері для холодного теплоносія, наприклад, в потокові повітря або води. Багаторазове збільшення поверхні теплообміну з боку теплоносія, для руху якого в те хнічному рішенні-прототипові були призначені труби, досягається тим, що вн утрішню поверхню труб в пропонованому технічному рішенні замінено на розгалужену поверхню теплообміну, утворену конденсаційними ділянками пакета теплових труб, а зв'язок між потоками теплоносіїв (відхідні гази і гаряча вода та теплоносій, що повинен бути нагрітий в теплоутилізаторі) ефективно здійснюється за допомогою випаровувальноконденсаційних контурів в теплових тр убах. При цьому температура по всій поверхні випаровувальних ділянках, як і по всій поверхні конденсаційних ділянок теплових тр уб буде приблизно однаковою В пропонованому контактному теплоутилізаторі реалізований також ефективний спосіб теплообміну як зі сторони гарячого, так і холодного середовищ, а саме шляхом поперечного обтікання гарячим і холодним потоками теплоносіїв зовнішніх поверхонь теплових труб . В пропонованому контактному теплоутилізаторі можна використовува ти як найбільш ефективний протитечієвий (зустрічний) режим руху теплоносієв, при якому забезпечується найкраще використання існуючої різниці температур між теплоносіями та найбільше змінювання температури кожного з теплоносіїв [див., наприклад книгу Справочник по теплообмінникам: В 2т. Т.1.- М.: Энергоатомиздат, 4 1987.-560с, с.7,8], так і, при необхідності, прямотечієвий (паралельний рух) теплоносіїв. Висока ремонтопридатність пропонованого контактного теплоутилізатора забезпечується тим, що кожна з теплових труб пакета функціонує автономно і при розгерметизації однієї або кількох труб суттєво не буде змінюватися теплопередаюча спроможність пропонованого теплоутилізатора. Тобто розгерметизація однієї чи навіть кількох труб, що є малоймовірним, не може бути причиною помітного зниження ефективності роботи теплоутилізатора. Заміна однієї чи кількох теплових тр уб є досить простою операцією і не потребує демонтажу всього пакета теплових труб. Очи щення зовнішніх поверхонь теплових труб або міжреберного простору також може проводитися без демонтажу пакету теплових труб на відміну від прототипу, для якого періодичне очищення внутрішньої поверхні труб пакету змійовиків неможливе без демонтажу теплоутилізатора. Технічна суть та принцип дії запропонованого контактного теплоутилізатора пояснюється кресленням. На кресленні зображений контактний теплоутилізатор, загальний вигляд. Контактний теплоутилізатор містить корпус 1 з випаровувальними ділянками 2 теплових труб 3 в ньому. Ці випаровувальні ділянки 2 теплових труб 3 з ребрами 4 виконують роль насадки для ефективної взаємодії відхідних газів з водою. В корпусі також знаходиться форсунка 5, водозбірний басейн 6 та краплевловлюючий шар 7. Корпус 1 споряджено вхідним 8 та вихідним 9 патрубками для входу в корпус та виходу з нього відхідних газів. Басейн 6 з’єднаний з форсункою 5 трубопроводом 10, який споряджено циркуляційним насосом 11. Зовні корпуса 1 знаходиться камера 12, де розміщено конденсаційні ділянки 13 теплових труб 3, виведені з корпусу 1 через ущільнення 14. Камера 12 в її нижній та верхній частинах споряджена вхідним 15 та вихідним 16 штуцерами для введення та виведення теплоносія, що має бути нагрітий в теплоутилізаторі. Контактний теплоутилізатор працює наступним чином. Відхідні гази подаються в корпус теплоутилізатора через вхідний патрубок 8 і виходять з нього через вихідний патрубок 9, звільняючись від крапель вологи у краплевловлюючому шарі 7. Взаємодія відхідних газів з водою відбувається у насадці-випаровувальних ділянках 2 теплових труб 3. Нагріта у насадці вода, що циркулює у замкнутому контурі, подається з басейну 6 до форсунки 5 трубопроводом 10 за допомогою циркуляційного насоса 11. Сприйнята від відхідних газів та нагрітої води теплота спричинює випаровування та кипіння теплоносія теплових труб 3, який переносить у кожній з труб тепловий потік у камеру 12. В камеру 12 подається теплоносій (газовий або рідинний) через штуцер 15. В камері 12 цей теплоносій нагрівається від конденсаційних ділянок 13 теплових тр уб 3 і виходить через вихідний штуцер 16. Конденсаційні ділянки 13 теплових труб 3 при цьому охолоджуються, що приводить до конденсації в них теплоносія теплових труб 3. Сконденсувавшись, теплоносій теплових труб 3 поверта 5 36103 ється на їх випаровувальні ділянки 2. При роботі контактного теплоутилізатора обидва процеси теплообміну розділені стінкою корпусу 1 з ущільненням 14. Виготовлена модель контактного теплоутилізатора, що мала в своєму складі герметичну камеру-імітатор корпусу контактного теплоутилізатора, кілька теплових труб, випаровувальні ділянки яких вмонтовані в герметичну камеру, а конденсаційні ділянки цих теплових труб виведені через ущільнення в окрему камеру. Ви ще випаровувальних ділянок теплових труб було розміщено трубу з отворами у нижній її частині, що являла собою імітатор форсунки. До герметичної камериімітатора корпусу теплоутилізатора в нижній її частині було приєднано штуцер, до якого підключався тепловентилятор. У верхній частині герметичної камери було зроблено отвір для виходу потоку повітря від тепловентилятора. Внизу герметичної камери було встановлено ємність для збирання води, що розбризкувалась імітатором форсунки. Вода з цієї ємності подавалась до імітатора форсунки за допомогою водяного насоса. Навкруги конденсаційних ділянок теплових тр уб була утворена камера для нагрівання навколишнього повітря з вхідним отвором внизу камери та вихідним Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 6 вверху камери. В результаті проведених випробувань встановлено наступне: - через деякий час після ввімкнення тепловентилятора та водяного насоса в герметичній камері розпочався процес передачі теплоти на конденсаційні ділянки теплових труб, про що свідчило підвищення температури цих ділянок теплових труб, яка вимірювалась; - після прогрівання конденсаційних ділянок теплових тр уб в камері з цими ділянками починався рух повітря, про що свідчив потік нагрітого повітря, що ви ходив з вер хнього отвору в цій камері; - застосування в контактному теплоутилізаторі насадки у вигляді випаровувальних ділянок пакету теплових труб, що разом з їх конденсаційними ділянками утворюють теплообмінник, дозволить підвищити ефективність теплоутилізатора за рахунок як високих показників роботи замкнутого випаровувально-конденсаційного циклу, реалізованого в пакеті теплових труб, так і за рахунок створення оптимальних режимів течії теплоносіїв; - висока ремонтопридатність теплоутилізатора обумовлена автономністю складових елементів активної насадки; - спрощення очищення робочих поверхонь досягається заміною поверхонь, що підлягають очищенню, із внутрішніх на зовнішні. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601