Регенеративний теплообмінник для пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції приміщень

Реферат: Регенеративний теплообмінник для пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції приміщень має порожнистий корпус і розміщену в ньому проточну насадку з термопластичного полімерного матеріалу з множиною наскрізних паралельних отворів. Зазначена насадка зібрана з трубчастих елементів, вибраних із групи, що складається з одинарних трубок і блоків трубок, стінки яких жорстко зв'язані між собою. UA 114478 U (12) UA 114478 U UA 114478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується конструкції регенеративних теплообмінників, використовуваних у пристроях примусової енергозберігаючої вентиляції приміщень житлових, громадських і виробничих будівель. Останнім часом у пристроях примусової енергозберігаючої вентиляції почали застосовувати прості по конструкції регенеративні теплообмінники. У промисловості їх давно використовують для підігріву повітря або газоповітряних сумішей теплом відпрацьованих продуктів згоряння палива. Для цього потоки таких газів по черзі пропускають через канали в проточній насадці з теплоємного матеріалу (див., наприклад: Большой энциклопедический словарь ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ. - М: Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", словарная статья "Регенератор в теплотехнике", с.447). Промислові регенеративні теплообмінники звичайно розраховані на перепади температур 3 кілька сотень градусів і продуктивність до тисячі й більш м /годину й мають габаритні розміри порядку декількох метрів. Це дозволяє легко й просто збирати насадки для них з окремих деталей типу жаростійкої цегли або листів металу. Великогабаритні пристрої централізованої примусової енергозберігаючої вентиляції с розгалуженою системою повітропроводів звичайно оснащують регенеративними теплообмінниками роторного типу (http.7/eco-vent.com.ua/pics/aw-theme.pdf),Вони мають високу матеріалоємність, трудомісткі у виготовленні й технічному обслуговуванні й потребують електроенергії на обертання масивного ротора-регенератора зі швидкістю 2000-3500 про/хв. Однак пристрої з регенеративними теплообмінниками для локальної (децентралізованої) примусової енергозберігаючої вентиляції окремих приміщень звичайно невеликім (менш 1 м у довжину й менш 0,5 м по ширині й висоті або в діаметрі). Інакше вони будуть псувати інтер'єр і перешкоджати розміщенню меблів або встаткування й руху людей у приміщеннях житлових, громадських і виробничих будівель. Регенеративні теплообмінники для таких пристроїв мають нерухомі проточні насадки у вигляді моноблоків теплоємного матеріалу з наскрізними паралельними отворами. Наприклад, регенеративний теплообмінник для пристроїв модельної лінії "Твін Фрэш" (див. сайт http://vents.ua/cat/618/) має: - порожнистий (зокрема, круглий у поперечному перерізі) корпус, - розміщену в ньому насадку у вигляді керамічного моноблока з паралельними круглими наскрізними отворами діаметром від 1,5 до 3,5 мм або приблизно такими ж квадратними в поперечному перерізі отворами й товщиною стінок між ними від 0,5 до 1,5 мм) і - розташовані з торців цієї насадки колектори для впуску й випуску потоку нагріваного або охолоджуваного повітря. На жаль, керамічні насадки складно виготовляти, а їх робочі поверхні мають істотну шорсткість, яка неминуче виникає при випалі заготовок і сама по собі підвищує аеродинамічний опір. Мало того, ця шорсткість сприяє втриманню забруднень усередині отворів і подальшому погіршенню експлуатаційних характеристик. Це змушує використовувати придатні для очищання або разові змінні повітряні фільтри, які додатково підвищують аеродинамічний опір. Із цих причин пристрої локальної примусової енергозберігаючої вентиляції з керамічними регенеративними теплообмінниками незручні й недостатньо надійні в експлуатації й мають 3 обмежену продуктивність (звичайно не більш 30 м /годину в режимі регенерації). Більшість зазначених недоліків усунені в регенеративних теплообмінниках із гладкими насадками з термопластів, які мають майже у два рази більшу питому теплоємність, ніж широко використовувана в Німеччині кордієритова кераміка (див. сайти http://blaubergventilatoren.de і http://heliosventilatoren.de). Це дозволило при однакових габаритах і к.к.д… збільшити продуктивність по повітрообміну приблизно у два рази. По технічній сутності до корисної моделі найближчий регенеративний теплообмінник згідно UA 95195 U. Він має порожнистий корпус і розміщену в ньому проточну насадку з множиною наскрізних паралельних отворів, яка виготовлена з термопластичного полімерного матеріалу й має вигляд щонайменше двох плоских (паралельно розташованих) або круглих (концентрично розташованих) листових деталей, кожна пара яких розділена регулярно розміщеними перегородками, що служать стінками наскрізних отворів. По місцю монтажу корпус звичайно має колектори для поперемінного впуску й випуску потоків нагріваного або охолоджуваного повітря. Застосування термопластів для виготовлення деталей насадок регенеративних теплообмінників переважно екструзією з наступним відрізанням мірних шматків від довгомірних заготовок дозволяє формувати практично ідеально гладкі стінки отворів для пропуску охолоджуваного або нагріваного повітря навіть тоді, коли робочі поверхні екструзійних головок 1 UA 114478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мають помітну шорсткість. Дійсно, сили поверхневого натягу розплаву полімерного матеріалу вирівнюють усі поверхні екструдованих виробів безпосередньо на виході із зони екструзії. Однак насадка згідно UA 95195 U виявилася технологічною лише для прямокутних корпусів рекуператорів, але досить трудомісткою у виготовленні для не прямокутних, наприклад, циліндричних корпусів, оскільки для формування криволінійних листових деталей з множиною перегородок потрібні складні екструзійні головки, а трудомістка нарізка екструдованих довгомірних заготовок на мірні шматки вимагає спеціального оснащення. В основу корисної моделі покладена задача зміною конструкції насадки створити суттєво простіший у виготовленні регенеративний теплообмінник. Ця задача вирішена тим, що в регенеративному теплообміннику для пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції приміщень, що має порожнистий корпус і розміщену в ньому проточну насадку з термопластичного полімерного матеріалу з множиною наскрізних паралельних отворів, згідно з винахідницьким задумом зазначена насадка зібрана з трубчастих елементів, вибраних із групи, що складається з одинарних трубок і блоків трубок, стінки яких жорстко зв'язані між собою. Такі трубчасті елементи можуть бути легко виготовлені з доступних на ринку поліпропілену, полівінілхлориду, полікарбонату й інших термопластичних полімерів з високою питомою теплоємністю. Мало того, потреба у примусовій енергозберігаючій вентиляції, що різко зросла в останні роки, дозволяє налагодити економічне виробництво довгомірних трубчастих заготовок з використанням простих екструзійних головок і їх нарізку найпростішими різаками, а блоків трубок - литтям під тиском або пресуванням. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що профілі отворів у трубчастих елементах вибрані із групи, що складається з окружності, квадрата й правильного шестикутника. Це дозволяє виготовляти регенеративні теплообмінники з досить естетичними круглими, квадратними й шестигранними корпусами. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що усередині отворів трубчастих елементів розташовані поздовжні перегородки. Це збільшує масу й, відповідно, ефективну теплоємність трубчастих елементів практично без ускладнення технології й оснащення для їх виготовлення. Крім того, ці перегородки сприяють легкій турбулізації потоків повітря, що додатково підвищує ефективність регенерації тепла. Фахівцю зрозуміло, що ці додаткові відмінності можуть бути використані в різних комбінаціях з основним винахідницьким задумом і що цей задум може бути реалізований у множині конкретних втілень в обсязі прав, обмежених тільки наведеної нижче формулою корисної моделі. Короткий опис креслення Далі сутність корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції й роботи з посиланнями на додані креслення, де зображені на: фіг. 1 - приклад регенеративного теплообмінника із круглим корпусом і насадкою з круглих одинарних трубчастих елементів (аксонометрична проекція); фіг.2 - інший приклад регенеративного теплообмінника із квадратним корпусом і насадкою з квадратних блокових трубчастих елементів (аксонометрична проекція); фігури 3, 4 і 5 - приклади можливих (а саме круглих, квадратних і шестикутних) форм трубчастих елементів, виготовлених з термопластів; фігури 6 і 7 - приклади круглих трубчастих елементів із внутрішніми перегородками; Детальний опис корисної моделі Регенеративний теплообмінник у будь-якому втіленні винахідницького задуму має (див. фігури 1 і 2) порожнистий (металевий або пластмасовий) корпус 1 з довільною формою поперечного перерізу й розміщену в ньому проточну насадку з термопластичного полімерного матеріалу, що складається із трубчастих елементів 2. Торцеві частини теплообмінника можуть мати декоративні накладки 3, виготовлені переважно з газопроникного матеріалу. Зокрема, такі накладки 3 можуть відтворювати форму товарного знаку виробника регенеративних теплообмінників і/або пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції в цілому. Переважно, але не обов'язково, щоб профілі отворів у трубчастих елементах 2 були вибрані із групи, що складається з окружності, квадрата й правильного шестикутника, як це показано на фігурах 3, 4 і 5. Крім того, бажане мати усередині трубчастих елементів 2 поздовжні (наприклад, прямі або хрестоподібні) перегородки.4, як показано на фігурах 6 і 7. 2 UA 114478 U 5 10 15 20 25 Трубчасті елементи 2 можуть бути одинарними (переважно, але не обов'язково круглими) трубками, як це видне на фіг.1, або блоками трубок, стінки яких жорстко зв'язані між собою (і, зокрема, виконані за одне ціле), як показано на фіг.2. Під час виготовлення регенеративних теплообмінників одиночні трубчасті елементи 2 закріплюють у корпусах 1 шляхом установлення з натягом, склеюванням (що переважно) або зварюванням. Зазори між дотичними одиночними трубками можуть бути проточними, малопроточними або непроточними залежно від способу й матеріалів фіксації трубок. Блокові трубчасті елементи 2 звичайно виготовляють у вигляді товстих (не менш 1 см) "шайб", які послідовно вставляють у корпуси 1. Регенеративні теплообмінники доцільно використовувати в складі пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції в кількості, що кратна двом. Батареї із двох (чотирьох, шести й т.д.) теплообмінників можуть - за умови оснащення загальновідомими засобами керування потоками повітря - забезпечувати охолодження теплого повітря й накопичення тепла в насадці одного теплообмінника й одночасно нагрівання холодного повітря тепловіддачею від насадки другого теплообмінника в кожній парі. Працює описаний регенеративний теплообмінник загальновідомим способом, а саме шляхом поперемінного пропускання повітря через наскрізні отвори в трубчастих елементах 2 (і зазори, якщо вони є між ними), наприклад, протягом 50-90 с у кожному напрямку. При цьому під час контакту з теплим повітрям насадка накопичує тепло, яке віддає при продувці холодним повітрям. Промислова придатність Виготовлення насадок з полімерних трубчастих елементів суттєво спрощує (й здешевлює) виробництво регенеративних теплообмінників для будь-яких пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції, здатних працювати як локально (на одне-два приміщенні), так і централізовано (на десятки приміщень). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Регенеративний теплообмінник для пристроїв примусової енергозберігаючої вентиляції приміщень, що має порожнистий корпус і розміщену в ньому проточну насадку з термопластичного полімерного матеріалу з множиною наскрізних паралельних отворів, який відрізняється тим, що зазначена насадка зібрана з трубчастих елементів, вибраних із групи, що складається з одинарних трубок і блоків трубок, стінки яких жорстко зв'язані між собою. 2. Регенеративний теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що профілі отворів у трубчастих елементах вибрані із групи, що складається з окружності, квадрата й правильного шестикутника. 3. Регенеративний теплообмінник за п. 1, який відрізняється тим, що усередині отворів трубчастих елементів розташовані поздовжні перегородки. 3 UA 114478 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4