Комбінований теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу

Реферат: UA 97510 U UA 97510 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі енергетики, а саме до теплопередаючих пристроїв випаровувально-конденсаційного типу, і може бути використана в холодильній техніці, приладобудуванні та інших областях техніки для забезпечення температурних режимів роботи устаткування. Відомий теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу, що містить корпус з ділянками випаровування і конденсації (див. книгу С. Чи. Тепловые трубы. Теория и практика. М.: Машиностроение, 1981. - С. 39,40, рис. 1.24, 1.25). Збільшення площі теплообміну досягається шляхом розвитку поверхні ділянки конденсації за рахунок її оребрення. Цей пристрій дозволяє охолодити об'єкт охолодження до температури, що перевищує температуру охолоджуючого середовища. Недоліком даного технічного рішення є неможливість отримати холодильний ефект, тобто досягнення на поверхні такого теплообмінного пристрою випаровувально-конденсаційного типу температури, нижчої від температури повітря, що надходить з довкілля. Недоліком цієї конструкції є також те, що підвищення теплової ефективності цього пристрою може здійснюватися лише шляхом розвитку площі зовнішнього оребрення та інтенсифікації тепловіддачі до потоку повітря, що супроводжується збільшенням маси, габаритів, металоємності та енергоспоживання на привід вентиляторів. Найближчим за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є комбінований теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу (див. Авторське свідоцтво СРСР № 1768914, МПК F28D 15/00, опубл. 1992), що містить корпус з ребрами на ділянці конденсації, відкритий з однієї сторони кожух навколо ребер для охолоджуючого повітря, що утворює поворотну камеру з протилежної сторони та піддон в нижній частині, заповнений водою, а ребра зі сторони підведення повітря попарно з'єднані заглушками з утворенням каналів, споряджених на стінках капілярно-пористим матеріалом, що контактує з водою в піддоні, та проміжків між спареними ребрами для входу в поворотну камеру охолоджуючого повітря, при цьому кожух у верхній частині в зоні каналів виконано з вікнами для виходу зволоженого повітря, що прилягають до заглушок. Цей пристрій дозволяє охолодити об'єкт охолодження до температури, нижчої від температури охолоджуючого повітря за рахунок використання випаровувального охолодження в каналах з капілярно-пористим матеріалом на стінках. Недоліком прототипу є те, що даний теплообмінний пристрій випаровувальноконденсаційного типу не дозволяє одночасно з ефективним охолодженням чи забезпеченням теплового режиму об'єкту отримувати охолоджене повітря. В основу корисної моделі поставлено задачу створення комбінованого теплообмінного пристрою випаровувально-конденсаційного типу, в якому нова конструкція ділянки конденсації дозволила б забезпечити підвищення функціональності при збереженні високої теплової ефективності. Поставлена задача вирішується тим, що в теплообмінному пристрої випаровувальноконденсаційного типу, що містить корпус з ребрами на ділянці конденсації, відкритий з однієї сторони кожух навколо ребер для охолоджуючого повітря, що утворює поворотну камеру з протилежної сторони та піддон в нижній частині, заповнений водою, а ребра зі сторони підведення повітря попарно з'єднані заглушками з утворенням каналів, споряджених на стінках капілярно-пористим матеріалом, що контактує з водою в піддоні, та проміжків між спареними ребрами для входу в поворотну камеру охолоджуючого повітря, при цьому кожух у верхній частині в зоні каналів виконано з вікнами для виходу зволоженого повітря, що прилягають до заглушок, згідно з корисною моделлю, кожний другий проміжок між спареними ребрами відокремлено від каналів перемичками в поворотній камері, а кожух навпроти цих проміжків виконано відкритим для виходу охолодженого повітря. Відокремлення кожного другого проміжку між спареними ребрами від каналів перемичками в поворотній камері та виконання кожуху навпроти цих проміжків відкритим для виходу охолодженого повітря, дозволяє забезпечити підвищення функціональності роботи теплообмінного пристрою випаровувально-конденсаційного типу при збереженні високої теплової його ефективності за рахунок того, що крім охолодження чи забезпечення теплового режиму об'єкта, в результаті реалізації пропонованого технічного рішення додатково отримують охолоджене повітря. Це здійснюється наступним чином. Потік повітря подають в проміжки між спареними ребрами з однієї сторони кожуху, в поворотних камерах потік повітря розвертається і режимі протитечії по відношенню до вхідного потоку надходить в канали із просякнутим водою з піддону капілярно-пористим матеріалом на стінках. Рух потоку повітря у цих каналах викликає випаровування води з пор капілярно-пористого матеріалу, внаслідок чого відбувається ефективне відведення теплоти від ребер за рахунок високих величин прихованої теплоти пароутворення води, а також від поверхні корпусу теплообмінного пристрою випаровувальноконденсаційного типу на ділянці конденсації. Між ділянкою конденсації і ділянкою 1 UA 97510 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 випаровування виникає градієнт температури, теплообмінний пристрій випаровувальноконденсаційного типу починає функціонувати за відомим випаровувально-конденсаційним циклом та відводити теплоту від охолоджуваного об'єкту. Одночасно з цим охолоджується потік повітря, що проходить крізь кожний другий проміжок між спареними ребрами, кожний з яких відокремлений від каналів з капілярно-пористим матеріалом на стінках, виходить з кожуху із сторони, протилежної підводу повітря, і подається до споживача. Технічна суть та принцип дії пропонованого теплообмінного пристрою випаровувальноконденсаційного типу пояснюється кресленням. На кресленні зображено: фіг. 1 - теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу у повздовжньому розрізі, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1. Теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу містить корпус 1 з ділянками 2 і 3 випаровування та конденсації відповідно. На поверхні ділянки конденсації виконано поперечні прямокутні ребра 4. Теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу споряджено кожухом 5, що закриває ребра. Ребра 4 розміщені таким чином, що між їх торцями і стінкою кожуху 5 зі сторони, протилежної підведенню повітря, утворено поворотні камери 6 для змінювання напряму руху потоку повітря всередині кожуха 5. Кожух 5 в нижній частині утворює піддон 7 для води. Ребра 4 зі сторони підводу повітря попарно з'єднані заглушками 8 та утворюють канали 9 з капілярно-пористим покриттям 10 на стінках, що має контакт з водою в піддоні 7. Проміжки 11 між спареними за допомогою заглушок 8 ребрами 4 призначені для подачі повітря в поворотні камери 6 всередині кожуху 5. Кожух 5 у верхній частині в зоні каналів 9 виконаний з вікнами 12, що прилягають до заглушок 8, для виходу з кожуху зволоженого повітря. Кожний другий проміжок 11 відокремлено від каналів 9 перемичками 13, а кожух 5 навпроти цих проміжків виконано відкритим для виходу охолодженого повітря. Теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу працює наступним чином. Потік повітря з довкілля через проміжки 11 між спареними ребрами 4 подається в поворотні камери 6, в яких змінює напрям руху та направляється в режимі протитечії по відношенню до вхідного потоку повітря в канали 9. У каналах 9 повітря омиває змочений за рахунок контакту з водою піддону 7 капілярно-пористий матеріал 10 та викликає випаровування вологи з нього, в результаті чого відбувається ефективне відведення теплоти від ребер 4 та зовнішньої поверхні корпусу 1 на ділянці конденсації 3 теплообмінного пристрою випаровувально-конденсаційного типу. Між ділянкою конденсації 3 і ділянкою випаровування 2 виникає градієнт температури, теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу починає функціонувати за відомим випаровувально-конденсаційним циклом. Потік відпрацьованого зволоженого повітря виходить в довкілля через вікна 12. Частина вхідного потоку повітря проходить крізь кожний другий проміжок 11 між спареними ребрами 4, які відокремлені від каналів 9 перемичками 13, охолоджується в них за рахунок контакту з охолодженими ребрами 4 внаслідок випаровування вологи з капілярно-пористого матеріалу 10 в суміжних з цими проміжками каналах 9 та подається до споживача. Поверхня корпусу 1 теплообмінного пристрою випаровувальноконденсаційного типу на ділянці випаровування 2 є джерелом теплоти по відношенню до ділянки 3 конденсації, а теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу відводить теплоту від ділянки випаровування 2, на якій може бути розміщений об'єкт, що буде охолоджуватися або його тепловий режим буде підтримуватися на певному температурному рівні. Таким чином даний теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу дозволяє одночасно охолоджувати чи підтримувати тепловий режим охолоджуваного об'єкта, а також отримувати охолоджене повітря. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Комбінований теплообмінний пристрій випаровувально-конденсаційного типу, що містить корпус з ребрами на ділянці конденсації, відкритий з однієї сторони кожух навколо ребер для охолоджуючого повітря, що утворює поворотну камеру з протилежної сторони та піддон в нижній частині, заповнений водою, а ребра зі сторони підведення повітря попарно з'єднані заглушками з утворенням каналів, споряджених на стінках капілярно-пористим матеріалом, що контактує з водою в піддоні, та проміжків між спареними ребрами для входу в поворотну камеру охолоджуючого повітря, при цьому кожух у верхній частині в зоні каналів виконано з вікнами для виходу зволоженого повітря, що прилягають до заглушок, який відрізняється тим, що кожний другий проміжок між спареними ребрами відокремлено від каналів перемичками в поворотній камері, а кожух навпроти цих проміжків виконано відкритим для виходу охолодженого повітря. 2 UA 97510 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3