F24H3 / 06 - în care aerul este separat de mediul de încălzire, de exemplu prin aplicarea circulației forțate a aerului peste radiatoare
Proprietarii brevetului RU 2567884:
Societatea cu răspundere limitată "Tehnologii inovatoare și inginerie industrială" (LLC "InTechPromEngineering") (RU)
Invenția se referă la domeniul ingineriei energetice termice și poate fi utilizată în sistemele de încălzire și de climatizare. Invenția constă în aceea că compusul tuburile de schimb de căldură cu nervuri din rândul și rândurile interconectate realizată secvențial printr-un singur tub, în cursul unei singure sucursale, iar tuburile de schimb de căldură adiacente într-un rând sunt interconectate în serie între tranzițiile tuburi profilate robinete krutozagnutyh și prevăzute cu repararea ușor detașabile și capacele de protecție , numărul de tuburi succesiv conectate într-un rând și numărul total de curse pe toate rândurile sunt selectate în funcție de parametrii reali ai rețelei de căldură existente și de caracteristica hidraulică a încălzitorului de apă. Fișa de reparații și protecție ușoară este realizată sub formă de bucșă filetată și este echipată cu o membrană de protecție. Membrana de protecție este concepută să rupă la 1,5-2 ori presiunea de lucru a agentului de răcire în cazul înghețării de urgență a apei în tuburi. Rezultatul tehnic al invenției revendicate, - creșterea eficienței, durabilitatea și fiabilitatea încălzitorului de apă, încălzitorul furnizând nu o funcționare sigură, atunci când lucrătorii și modurile de urgență, posibilitatea de a menține stabilitatea parametrilor pe parcursul întregii durate de viață. 2 z.p. f-ly, 8 bol.
In aeroterma cunoscut pentru încălzirea aerului furnizat perpendicular pe planul în care se extind tuburile de schimb de căldură, lichidul curge în paralel pe toate tuburile din fiecare rândul său, oferind coolants reactivitate încrucișată. Un dezavantaj suplimentar al unui astfel de încălzitor este contactul pe termen scurt al aerului încălzit cu agentul de răcire din tuburi și fluxul de căldură care scade de-a lungul fluxului purtătorului de căldură în plan.
Utilizarea încălzitoarelor cunoscute are următoarele dezavantaje:
- există un câmp termic extrem de neuniform care scade de-a lungul fluxului de agent de răcire cu un flux de aer relativ uniform pe zonă. În acest caz, probabilitatea de distrugere a tuburilor de transfer de căldură de-a lungul mediului de transfer de căldură (în special din partea aerului rece) este crescută datorită înghețării apei din tuburi;
- în practică, fiabilitatea sistemelor de schimb de căldură trebuie să fie asigurată prin supraevaluarea în mod deliberat a temperaturii apei de retur prin creșterea ratei de debit, descărcarea prin aer sau depășirea suprafeței de schimb de căldură care depășește valoarea calculată. Toate acestea conduc la o depășire semnificativă a apei de încălzire, ceea ce înseamnă că eficiența procesului de schimb de căldură este redusă;
- rezistența hidraulică scăzută a încălzitoarelor individuale interne determină prin acestea un "scurtcircuit" al debitului de apă la începutul rețelei, ceea ce duce la o aliniere necorespunzătoare a întregului sistem, exprimată printr-o scădere bruscă a căderilor de presiune la sfârșitul rețelei. Prin urmare, în practică, în instalațiile de mare putere, o serie de conexiuni de mai multe încălzitoare este utilizată pentru a crește rezistența hidraulică;
- În plus, din motive pur tehnologică nu necesită întotdeauna nevoia de asamblare a 2 sau mai multe încălzitoare, ca dispozitive de alimentare cu aer de putere mică, până la 40% din căldura totală, au o suprafață de încălzire corespunzătoare încălzitorului și cel puțin unul;
- reglarea sistemului prin reducerea considerabilă a fiabilității (shaibirovaniya) reduce fiabilitatea datorită înghețării conductelor datorită scăderii vitezei de scurgere a apei prin tuburi;
- incapacitatea de a controla starea suprafețelor interioare ale tuburilor încălzitorului pentru a schimba tuburile rezistență de încălzire în timpul porțiunii pilă produse de coroziune aluvionare și alte particule, având ca rezultat defectarea peremerzaniya datorate.
Semnele distinctive ale acestei construcții cunoscute încălzitorul fiabilitate crescută a lichidului de răcire a peremerzaniya „apă“, atunci când funcționează pe aerul exterior cu temperatură scăzută datorită încălzitorului uniform câmpului de temperatură de reglare, încărcare egală pe toate ramurile și eficiență mai mare datorită mișcării contracurent lichidului de răcire la o trecere a aerului prin rânduri de tuburi de încălzire a aerului.
Deficiențele obișnuite ale încălzitoarelor de aer importate și ale încălzitoarelor de aer existente din fabrică sunt:
1. Vulnerabilitatea înghețării tubului datorită debitului scăzut al apei, cu un număr semnificativ de tuburi paralele conectate într-o singură trecere a încălzitorului de aer domestic și un număr semnificativ de ramificații conectate paralel în prototip;
2. Imposibilitatea de a evalua starea tuburilor pentru secțiunea transversală ("înfundarea") în grinzile încălzitoarelor interne și ramurile prototipului;
3. În caz de defectare a cel puțin unui tub, întregul încălzitor de aer eșuează;
4. Durata de viață limitată datorată imposibilității curățării periodice preventive a cavităților interne ale tuburilor din particulele aluvionare;
5. Vulnerabilitatea la distrugerea țevilor în timpul înghețării în cazuri de urgență din cauza întreruperii alimentării cu apă de încălzire sau a parametrilor ei scăzuți;
6. Subiectivitatea selecției dimensiunii standard a încălzitorului de aer domestic și importat.
Caracteristicile generale ale încălzitorului revendicat cu un prototip:
1. în fiecare ramificație a prototipului și a unei ramificări a încălzitorului revendicat revendicat, tuburile de schimb de căldură sunt conectate în serie unul câte unul în execuție.
2. Un design similar al tuburilor de schimb termic (aripioare), configurație, disponibilitatea dimensiunilor standard.
3. Ambele tipuri de încălzitoare de aer pot funcționa stabil din aerul exterior cu o temperatură minimă de proiectare datorită vitezei sporite a debitului de apă prin tuburile unei ramificații pentru încălzitorul de aer precizat și încărcarea uniformă a tuburilor din toate ramurile pentru prototip.
4. Mișcarea contra-fluxului de lichid de răcire în prototip și încălzitorul revendicat.
Rezultatul tehnic al invenției revendicate este acela de a crește eficiența, durabilitatea și fiabilitatea încălzitorului de apă, pentru a asigura funcționarea fără probleme a încălzitorului de aer în moduri de funcționare și de urgență, capacitatea de a menține stabilitatea parametrilor pe întreaga durată de viață.
Numita rezultat tehnic este atins prin faptul că încălzitoarele de apă revendicate, cuprinzând trei sau mai multe rânduri de tuburi de schimb de căldură cu nervuri, orificiul de intrare și de evacuare, conform invenției revendicate, un compus cu nervuri tuburi schimbătoare de căldură în rândul, și rândurile interconectate realizată secvențial printr-un singur tub, în cursul unei singure sucursale, în care tuburile de schimb de căldură adiacente într-un rând sunt interconectate în serie între tuburi sub formă de tranziții krutozagnutyh îndoiri și prevăzute cu capace de protecție ușor detașabile de reparații, quant Tuburi rafalelor conectate în serie într-un rând și numărul total de rotații în toate rândurile selectate în funcție de parametrii efectivi ai rețelei existente și caracteristicile hidraulice termice definite de încălzire a apei.
Acest rezultat tehnic este de asemenea realizat prin faptul că, în încălzitorul de apă revendicat, un dop de reparație și protecție ușor demontabil este realizat sub formă de bucșă filetată și este prevăzut cu o membrană de protecție.
Respectivul rezultat tehnic este, de asemenea, realizată prin aceea că, în Boilerele revendicați cu membrana de protecție este adaptată la rupere la 1,5-2 ori excesul de presiune de operare a lichidului de răcire în timpul apei de urgență peremerzanii în tuburi.
Invenția revendicată este explicată prin desene, în care în fig. 1 prezintă vederea generală a încălzitorului de apă; în Fig. 2 - încălzitor de apă, vedere frontală; în Fig. 3 - încălzitor de apă, stânga; în Fig. 4 - încălzitor de apă, vedere de sus; în Fig. 5 - diagrama mișcării purtătorilor de căldură (apă-aer) într-un sistem de tuburi de schimb de căldură; în Fig. 6 - ramificație cu țeavă; în Fig. 7 - dop de reparare cu membrană de protecție; în Fig. 8 - caracteristica hidraulică a încălzitorului.
Încălzitorul de aer revendicat (Figura 1) constă din tuburi de schimb de căldură 1, cu nervuri sau cu o bandă spirală înfășurată pe tub. Tuburile de schimb de căldură 1 sunt fixate pe plăcile tubulare 2 (figurile 1 până la 4) cu colțurile de oțel 3 atașate acestora (figurile 1 până la 4). Tot tubul 1 în fiecare rând și între rânduri sunt interconectate în serie între tuburile bobinei conform principiului pasajele 4 (tranzițiile în continuare) (fig. 6) de la repararea și protecția dopurilor filetate 5 (fig. 7) la fiecare tub.
Racordarea tuburilor 1 prin tranziții 4 se realizează prin sudare. De asemenea, sunt permise metodele de conectare pe adeziv ("Surmetall", "Belzon", "Octopus") sau fire.
Fișa de reparație și de protecție filetată 5 (în continuare numită fișa 5) este prevăzută cu o membrană de protecție calibrată 6 (figura 7). Dopul 5 este proiectat pentru a curăța și a le proteja de degradarea tuburilor de transfer de căldură 1 la peremerzanii lor și adaptată pentru a fractura membrana 6 (vezi. Fig. 19) pentru 1,5-2 ori excesul de presiune din peremerzaniya apă în tuburile de schimb de căldură 1.
Compus din tuburile de transfer termic 1 la rând și în serie între o ramură este configurat pentru a cross-contracurent interacțiune circuitul curgerii agentului de răcire „apă-aer“. În acest caz, tubul 1 adiacent într-un rând care rulează în interacțiune cross-agenți de răcire curent „apă-aer“, iar rândurile adiacente de tuburi - cu furnizarea de contracurent (a se vedea figura 5 ..).
Încălzitorul funcționează după cum urmează. Apa caldă (încălzită) din sistemul de încălzire (nu este prezentată) este alimentată prin conducta 7 în sistemul de schimbătoare de căldură 1 a încălzitorului de aer și, în același timp, include sistemul de alimentare cu aer rece care trebuie încălzit (agentul de răcire încălzit). Direcția de alimentare a aerului încălzit este indicată de săgeata din Fig. 1, 5. Apa caldă se deplasează succesiv peste toate tuburile de schimb de căldură 1 contracurent la aerul de intrare și prin tubul 8 înapoi la sistemul de încălzire, oferind căldură către aerul care trece prin încălzitor.
Racordarea succesivă a tuburilor schimbătorului de căldură 1 în încălzitorul de aer contribuie la o creștere semnificativă a vitezei de mișcare a apei de încălzire, ceea ce asigură nemulbirea acesteia din urmă cu o extracție maximă de căldură fără consum prea mare.
Capacitatea de a controla starea suprafețelor interioare ale tuburilor încălzitoare cu cunoscute hidraulic caracteristic (fig. 8), pentru schimbarea încălzitorului de rezistență în timpul buclate produselor porțiune de tub de coroziune aluvionar și alte particule din rețeaua de încălzire evită eșecul încălzitorului și să ia măsuri în timp util pentru curățarea acestora.
Curățarea cavității interioare a tuburilor 1 se efectuează după îndepărtarea (deșurubarea) dopurilor de reparații 5 după cum este necesar sau după terminarea sezonului de încălzire.
Diferențele dintre prototip și încălzitorul revendicat.
1. Are o multitudine de ramificații paralele ale tuburilor conectate în serie într-o ramificație conectată la colectoarele de intrare și ieșire în paralel;
2. Numărul de tuburi conectate consecutiv într-o ramură nu poate fi mai mare decât numărul de rânduri;
3. Numărul ramurilor este determinat de dimensiunea (sarcina necesară);
4. În instalațiile de ventilație este utilizat un încălzitor de aer al seriei cu o multitudine de ramuri paralele;
5. În caz de defectare a unei ramificații, întreaga încălzire a aerului este întreruptă;
6. Durata de viață, stabilitatea prototipului este limitată de imposibilitatea de a curăța cavitatea interioară a tuburilor de particulele depuse (produse de coroziune, particule aluvionare);
7. Clătirea cu reactiv este ineficientă datorită prezenței ramurilor paralele;
8. Când lichidul de răcire "apă" îngheață în caz de urgență, tuburile de schimb termic sunt distruse;
9. O evaluare obiectivă a stării interne este imposibilă datorită multitudinii de ramificații paralele într-un singur încălzitor;
10. Pentru a asigura funcționarea fiabilă la temperaturi scăzute, este necesară o automatizare cu pompă și control.
Încălzitorul de apă declarat:
1. Are o ramură cu numărul estimat de tuburi succesive conectate (curse) într-un rând și rânduri între ele;
2. Numărul de curse ale tuburilor conectate succesiv cu rangurile corespunzătoare se determină prin calcularea bazată pe alegerea mărimii (sarcinii) și a parametrilor rețelei termice;
3. Ramura tuburilor conectate la serie este una;
4. În unitățile de climatizare este posibilă conectarea a două sau mai multe radiatoare în paralel;
5. Dacă un încălzitor nu funcționează, cele rămase rămân în funcțiune. Designul încălzitorului de aer este interschimbabil;
6. Tuburile încălzitorului revendicat sunt echipate cu dopuri filetate ușor detașabile pentru curățarea periodică a cavităților interne;
7. Clătirea eficientă cu reactivi este posibilă datorită conectării în serie a tuburilor și a unei ramuri;
8. Protecția activă împotriva distrugerii conductelor în timpul înghețării se realizează prin membrane de protecție calibrate în dopuri de reparații;
9. Este posibil să se evalueze starea internă a țevilor prin schimbarea rezistenței hidraulice datorită seriei conectate toate tuburile într-o ramură a încălzitorului de aer;
10. Când furnizăm parametrii necesari ai rețelei termice, încălzitorul revendicat poate funcționa fără o pompă și automatizare complexă. Este permisă lucrul cu o suprasarcină cu un control corespunzător al temperaturii apei de retur.
Testele comparative ale calorifierului revendicat și ale caloriferelor din fabrică au fost efectuate pe un stand termo-tehnic, ceea ce a confirmat efectul tehnic preconizat, și anume:
- Reducerea capacității metalice a încălzitorului de aer este în medie de 10-12% în comparație cu încălzitorul intern și importat (prototip);
- Reducerea fluxului de agent de răcire și a consumului de energie pentru pomparea lui prin creșterea eficienței cu 20-30%; reducerea la valoarea calculată a raportului dintre încărcătura de aer și debitul de apă de încălzire (agent de răcire);
- Eliminarea înghețării încălzitorului de aer din aer extern (furnizat) în condiții de temperatură negativă.
Reducerea costurilor de întreținere pentru întreținerea încălzitorului;
- Sporiți durata de viață a încălzitorului și stabilitatea parametrilor de funcționare;
- Reducerea costurilor de capital la fabricarea lucrărilor de asamblare și demontare;
- Reducerea costurilor de reparație a clădirilor și structurilor prin eliminarea fenomenelor criogenice care apar în absența presiunii aerului din interiorul pozitiv datorită inoperabilitate premisele sistemelor de tratare a aerului existente la fabrica, precum și încălzitoare importate.
- Crearea condițiilor climatice sănătoase și confortabile în interiorul clădirilor și structurilor datorită schimbului de aer corespunzător SNiPs. Mai ales pentru industriile cu eliberarea de substanțe nocive.
1. Boiler cuprinzând trei sau mai multe rânduri de tuburi cu aripioare de schimb de căldură, de intrare și de evacuare, caracterizat prin aceea că un compus de tuburi de schimb de căldură cu aripioare din rândul din față și între rânduri sunt executate secvențial în curs unui singur tub într-o singură ramură, iar tuburile de schimb de căldură adiacente din serie conectate în serie între tuburi sub forma tranzițiilor krutozagnutyh coturi și prevăzute cu capace de protecție ușor detașabile repararea, numărul de tuburi conectate în serie într-un rând și numărul total de lovituri în rânduri ex selectate în funcție de parametrii efectivi ai rețelei existente și caracteristicile hidraulice termice definite de încălzire a apei.
2. Instalație de încălzire a apei conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dopul de reparație și protecție ușor demontabil este sub forma unei bucșe filetate și este prevăzut cu o membrană de protecție.
3. Boiler conform revendicării. 2, caracterizat prin aceea că membrana protectoare este adaptată la rupere la 1,5-2 ori excesul de presiune de operare a lichidului de răcire în timpul apei de urgență peremerzanii în tuburi.