Рекуператор лабіринтно-циліндричний

Реферат: Лабіринтно-циліндричний рекуператор складається з трьох основних частин; теплообмінника, виготовленого із різного діаметра циліндрів, з'єднаних на торцях поперемінно з обох сторін кругами потрібного діаметра, або виштампованого із суцільного теплопровідного матеріалу, і вставлених в теплообмінник з обох сторін двох частин пристрою, які складаються з циліндрів відповідних діаметрів, виготовлених із теплоізоляційного матеріалу і з'єднаних з одної сторони дисками з отворами для каналів, які і утворюють лабіринт для потоків. UA 110263 U (54) РЕКУПЕРАТОР ЛАБІРИНТНО-ЦИЛІНДРИЧНИЙ UA 110263 U UA 110263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електроенергетики, теплотехніки, вентиляції і енергозберігаючих технологій, а саме до пристроїв вентиляції з рекуперацією тепла. Як відомо існує декілька видів систем рекуперації: - пластинчата; - роторна; - з проміжним теплоносієм; - теплові труби; - спіральна; - камерна. Всі ці системи мають кожна певні переваги і недоліки, габаритність, велику кількість електроприводів, велику кількість коштовних матеріалів, застосування в певних умовах, змішування витяжного і припливного повітря і велику вартість Заявнику невідомий прототип даного винаходу з застосуванням лабіринтно-циліндричної системи. Задача корисної моделі - спростити систему рекуперації, виконати конструктивно з мінімальною кількістю елементів і тим самим зменшити її енергозатратність у виробництві і експлуатації. Система лабіринтно-циліндричної рекуперації по суті проста у технічному плані і виконанні так як складається з трьох основних елементів і при з'єднанні їх, є одним цілим і не потребує виготовлення корпуса. Ця система являє собою конструкцію рекуперації по принципу: канал (труба) в каналі (в трубі), що і використано при підключенні. Дана лабіринтно-циліндрична система рекуперації може бути як активна - ротор теплообмінник з лопатями фігура 1, 4, що зменшить кількість електричних приводів, так і пасивна - фігура 2. Цей пристрій може застосовуватися як в промисловості, так і в побутовому призначенні для енергозбереження. Представлена система лабіринтно-циліндричної рекуперації полягає в проходженні потоків повітря через лабіринт, утворений циліндрами як показано на фіг. 1. Теплообмінник поз. 1 виготовляється з нержавіючої сталі або іншого високотеплопровідного матеріалу і складається з циліндрів і кругів з завальцьованими, звареними перпендикулярно краями, або випресований із суцільного листа нержавіючої сталі, а дві інших частини поз. 2, 3 складаються також з циліндрів, з'єднаних з одної сторони кругами з отворами для потоків, виконані з теплоізоляційного матеріалу відповідної жорсткості і утворюють лабіринт, слугують перегородками, вставленими в теплообмінник, де між стінками поз. 1 і 2, при проходження теплоносія проходить передача тепла на кожному лабіринті як це показано на кресленні стрілками. При вдосконаленні даної конструкції теплоносіями можуть бути рідини, гази тощо. З описаного вище випливає вдосконалення системи рекуперації і отримання поставленої мети, більшою або меншою мірою. На кресленнях зображено лабіринтно-циліндричний рекуператор в розрізі: На фігурі 1 зображено рекуператор в частковому вертикальному розрізі з активним теплообмінником і верхнім розташуванням електричного двигуна, стрілками вказано рух теплоносіїв: на позиції 1 показаний сам теплообмінник, який складається з циліндрів різного діаметра, з'єднаних на торцях поперемінно зверху і знизу сегментами дисків різного діаметра. Позиція 2 і 3 це також циліндри різного діаметра, виконані з теплоізоляційного матеріалу відповідної жорсткості, які з'єднані з однієї сторони диском, а позиція 2 з отвором на вхід каналів 4 і 5 вентиляції. Слід звернути увагу на 6 позицію, це з'єднувальна муфта каналу 5 з теплообмінником 1, вона повинна бути щільною для того, щоб не відбувалось змішування повітря різних потоків, цей вузол є основним недоліком даної системи. Позиція 7 це двигун, який обертає теплообмінник 1, на якому розташовані лопаті, які можуть бути розташовані в відповідному місці для вищої продуктивності викиду і забору повітря, він може знаходитись як у верхній частині, так і в нижній частині рекуператора, як це показано на фігурі 4. На 8 позиції показані кронштейни, які кріплять 2 і 3 частини рекуператора. Позиція 9 це герметичне з'єднання каналів Фігура 2 показує пасивний лабіринтно-циліндричний рекуператор в розрізі з нерухомим пасивним теплообмінником, яка є на багато простіша в конструктивному виконанні. Рекуперація в ньому проходить по тому самому принципу, що із з активним теплообмінником. Недоліком рекуператора з пасивним теплообмінником є використання двох нагнітаючих пристроїв. Плюсами цього рекуператора є можливість підігріву повітря зимою із ґрунту, а влітку охолодження, також цей рекуператор може працювати як з рідинами, газами, вихлопами котлів або іншими речовинами. На позиціях 1, 2, 3, 4, 5, зображені ті ж самі елементи, що і на фігурі 1, тільки тут є декілька з'єднань герметичних поз. 9. На позиції 10 зображено кришку з відводом каналу вона виготовлена із того самого матеріалу, що і теплообмінник 1. Позиція 11 це також кришка з відводом каналу, яка виготовлена із того самого матеріалу що і позиції 2, 3. Під 12 1 UA 110263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 позицією розташовані перфоровані дистанційні опори для утримування теплообмінника 1 і позиції 3. Фігура 3 показує горизонтальний розріз Фігури 1 лабіринтного рекуператора, де позиції 1, 2, 3, 4, 8, описані вище. Фігура 4 показує горизонтальний розріз пристрою, позиції 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, описані в попередніх фігурах, відмінність її полягає у розміщенні двигуна, закріпленого на перфорованих для пропуску потоку кронштейнах поз. 12, в каналі під рекуператором, яка складається з теплообмінника позиція 1 і 2, 3 перегородок, виконаних з теплоізолюючого матеріалу Принцип дії лабіринтно-циліндричного рекуператора є досить простий: вихідний потік рухається від центра рекуператора в різні сторони і завдяки циліндричним вставкам із теплоізоляційного матеріалу - омиває стінки циліндрів з одної сторони теплообмінника і тим самим віддає свій температурний потенціал, а вхідний потік рухається з зовнішньої поверхні того самого рекуператора в протилежний бік від вхідного до центра і завдяки циліндричним перегородкам із теплоізоляційного матеріалу омиває стінки циліндрів того ж теплообмінника з другої сторони чим і набирає температурний потенціал від теплообмінника, що і є процесом рекуперації. Також при проходженні вихідного і вхідного потоків по всій робочій площі теплообміну, отримуємо низьку різницю температур між потоками чого не забезпечено в інших системах теплообмінників-рекуператорів крім теплообмінників "труба в трубі", що позитивно впливає на діагностику теплообміну в процесі експлуатації і мінімальну кількість виділення конденсату. Продуктивність також можна регулювати кількістю обертів теплообмінника який обертає один електродвигун. Також є можливість розташування електронагрівальних елементів на поз. 2, 3. В залежності від потреб лабіринтно-циліндричний рекуператор може бути реверсивним. Також при конструктивних розробках і потребах цей рекуператор може бути виконаний з декількома каналами потоку теплоносіїв. Є можливість виконання рекуператора як двигуна розмістивши обмотки на позиціях 2, 3, а позиція 1 теплообмінник буде функціонувати як ротор. Позиції 2, 3 перегородки виконуються із теплоізоляційного матеріалу відповідної жорсткості пластику, або кераміки - що дає змогу використання вторинної сировини. З описаного вище випливає що ця система мала би бути мінімально затратна у виробництві, а також економна в експлуатації з активним теплообмінником, при використанні одного двигуна для циркуляції потоків і має можливість збільшення робочої поверхні теплообміну завдяки додаванню кількості лабіринтних переходів до досягнення потрібної площі теплообміну, а також має ряд переваг перерахованих нижче над існуючими системами: 1. Компактність; 2. Можливість використання різної габаритності і продуктивності залежно від потреб; 3. Простота в конструкції і обслуговуванні; 4. Дешевизна в 2, 3 рази; 5. Невелика кількість коштовного матеріалу для теплообмінника, а для решти частин можливе використання пластику (вторинної сировини) чи кераміки, або других ізоляційних матеріалів потрібної жорсткості; 6. Невелика кількість механічних вузлів; 7. Можливість використання для припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією одного двигуна; 8. Теплообмінник може використовуватись як вентилятор двоконтурний або насос циркуляційний; 9. Можливість розміщення як ззовні на дахах, стінах, так і всередині приміщень; 10. Налаштування потоку повітря регулюванням швидкості обертів; 11. Можливість використання в різних галузях, як в побутовому користуванні, так і в промисловому; 12. При більш детальному дослідженні є можливість використання з різними теплоносіями рідинами, газами тощо; 13. Є можливість використання даної системи з декількома потоками 2, 3, 4; 14. При конструктивних розробках є можливість використання теплообмінника як ротор, електричного двигуна; 15. Виконання лабіринтних каналів можуть бути більшими за площею від вхідного і вихідного каналів; 16. При активному теплообміннику проходить постійне перемішування носіїв в рекуператорі; 17. Висока продуктивність; 18. Можливість використання в реверсному режимі; 19. Можливість детального спостереження і аналізу теплообміну в процесі експлуатації. 60 2 UA 110263 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Лабіринтно-циліндричний рекуператор, що складається з трьох основних частин; теплообмінника, виготовленого із різного діаметра циліндрів, з'єднаних на торцях поперемінно з обох сторін кругами потрібного діаметра, або виштампованого із суцільного теплопровідного матеріалу, і вставлених в теплообмінник з обох сторін двох частин пристрою, які складаються з циліндрів відповідних діаметрів, виготовлених із теплоізоляційного матеріалу і з'єднаних з одної сторони дисками з отворами для каналів, які і утворюють лабіринт для потоків. 2. Лабіринтно-циліндричний рекуператор за пунктом 1, який відрізняється тим, що теплообмінник має електропривод для циркуляції потоків. 3 UA 110263 U 4 UA 110263 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 5