Регенеративный теплообменник

(51) 28 17/00 (2009.01) 28 19/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации тепла, как в промышленных, так и в сельскохозяйственных зданиях. Сущность изобретения - упрощение конструкции для интенсификации теплообмена и расширение функциональных возможностей путем барбадирования теплоносителя через слой нагреваемого воздуха. Технический результат заключается в том, что регенеративный теплообменник является простым в конструктивном исполнении,обладает технологичностью в изготовлении и универсальностью в эксплуатации.(72) Кухта Владимир Степанович Дмин Эдуард Александрович Расторгуев Владимир Александрович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Западно-Казахстанский аграрнотехнический университет им. Жангир хана Министерства образования и науки Республики Казахстан 22940 Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в системах утилизации энергоресурсов в вентиляции. Изобретение позволяет повысить эффективность работы вентиляции при противоточной схеме движения теплоносителя путем интенсификации теплообмена. В последнее время, особенно под влиянием роста цен на энергоносители,активизировался поиск снижения расходов тепловой энергии агропромышленном комплексе Республики Казахстан. Считается, что основным направлением в решении этой проблемы является уменьшение потерь тепла. Восполнение потерь и экономии тепла может быть использовано с применением теплообменников. На отопление животноводческих помещений молочного комплекса промышленного типа затрачивается до половины всей потребляемой энергии./Юрков В.М. Микроклимат животноводческих ферм и комплексов. - М. Россельхозиздат, 1985, - с. 223, Мотсс Э. Микроклимат животноводческих помещений (пер. с нем.). - М. Колос, 1976 с. 254/ Отдельные элементы предлагаемого технического решения по данному изобретению известны давно, например, на фермах Голландии для рекуперации тепла используют поперечную перегородку, представляющую собой тепловое колесо. Устанавливаются они в воздуховодах,разделенных на две части - для отвода и нагнетания воздуха в помещение, колесо движется с частотой вращения 12 13 мин-1. Привод колеса осуществляется от электродвигателя. Колесо состоит из металлических дисков, через которые проходит воздух. Часть колеса нагревается отводимым из помещения воздухом, при вращении колеса оказывается в канале, по которому подается в помещение приточный холодный воздух. Проходя через диски колеса, воздух подогревается и подается в помещение. Недостатком данной конструкции Тепловое колесо является наличие привода, состоящего из электродвигателя и редуктора с большим передаточным отношением. Наличие движущего элемента Тепловое колесо внутри короба требует элементов обеспечивающих герметичность корпуса и колеса. Учитывая размеры конструкции и низкую точность изготовления обеспечить полную герметизацию невозможно. На месте установки колеса требуется установка диафрагмы повторяющую форму колеса. Корпуса воздуховодов имеют форму прямоугольного сечения, поэтому наличие этой диафрагмы увеличивает сопротивление движущему потоку. Наиболее близко к предлагаемой конструкции и прототипом может служить регенеративный теплообменник (а.с. СССР 1307209, 1985 г. 28 19/00,23 15/02),содержавший корпус,разделенный на отсеки холодной и горячей сред,радиальной перегородкой с проемом, в котором размещен ротор, частично обрамленный кольцевым магнитным кожухом. Ротор выполнен в виде лопастей и снабжен приводом. 2 Регенеративный теплообменник работает следующим образом. Привод вращает ротор, который посредством лопастей способствует передвижению теплообменивающихся сред. Горячая среда, двигаясь по отсеку нагревает пластины, находящиеся на лопастях и отдают тепло проходимой через отсек холодной среде, нагревая ее. Недостатком данной конструкции на наш взгляд является то, что конструкция теплообменника имеет привод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Наличие движущихся частей, требует элементов, обеспечивающих герметичность корпуса и ротора. С учетом выше указанных недостатков, как аналога, так и прототипа, нами предлагается следующее устройство (см. фиг. 1). Это устройство,как прототип, содержит корпус 1, разделенный на две части перегородкой 2, камеру нагрева воздуха 3,камеру охлаждения воздуха 4. Обе эти камеры герметично перекрыты радиаторами радиатор охлаждения выбрасываемого тплого воздуха 5 и радиатор нагрева всасываемого холодного воздуха 5 а. Радиаторы между собой соединены трубками 7 и 6 для прохождения нагретого и охлажденного жидкого промежуточного теплоносителя. Для сбора и отвода конденсата, образующегося на радиаторе 5 а под последним установлен конденсатосборник 8 с трубкой и краном. Радиаторы 5 и 5 а имеют сеть продольных трубок 9 для прохождения всасываемого и выбрасываемого воздуха. Предлагаемый регенеративный теплообменник работает следующим образом. Отработавший тплый воздух из помещения через систему вентиляции выбрасывается наружу. Температура его будет близка к температуре помещения, а из окружающей среды в помещение забирается свежий холодный воздух, температура которого равна температуре окружающей среды. Приточный воздух понижает температуру помещения, что требует дополнительных затрат энергии, связанных с поддержанием температуры согласно санитарным нормам. Сущность нашего изобретения заключается в частичном устранении данного недостатка подогревать приточный холодный воздух вытяжным тплым. Эта идея не нова, существует много способов решения этой задачи. Некоторые из них рассмотрены выше. Предлагаемая конструкция на наш взгляд самая простая. В ней отсутствуют движущиеся части и привод к ним, а для перемещения промежуточного теплоносителя предлагается использовать термосифонную систему,которая работает следующим образом. Тплый воздух из помещения проходит через камеру 4 и греет промежуточный теплоноситель, который находится в радиаторе 5. Теплые слои промежуточного теплоносителя имея меньшую плотность начинают подниматься в верхнюю часть радиатора 5, далее попадают в трубки 6, по которым направляются в верхнюю часть радиатора 5 а,расположенного в камере 3, по которой с улицы в помещение поступает холодный воздух, который проходит через радиатор 5 а по продольным трубкам 22940 9 и отнимает тепло от промежуточного теплоносителя, находящегося в нем. Остывшие слои промежуточного теплоносителя в радиаторе 5 а опускаются в его нижнюю часть, где попадают в трубки 7 по которым опускаются в нижнюю часть радиатора 5, где нагреваются выбрасываемым наружу тплым воздухом,движущимся по камере 4 и проходящим через радиатор 5 по продольным трубкам 9, далее процесс повторяется. Форма радиатора полностью повторяет форму камеры (прямоугольная, квадратная круглая и т.д.),что упрощает вопросы возникающие в связи с их герметичным сочетанием. Для сбора конденсата, стекающего с радиатора 5 а, предусмотрен конденсатосборник 8. Описанный выше процесс работы регенеративного теплообменника наиболее эффективен,если нагрев промежуточного теплоносителя будет происходить в нижней камере. Если же он будет проходить в верхней камере, то никакого движения промежуточного теплоносителя не будет. Если камеры поставить слева и справа друг от друга движение промежуточного носителя будет, но эффективность его прохождения будет ниже, чем в рассмотренном выше случае. Для того чтобы теплые слои промежуточного теплоносителя,движущихся вверх не перемешивались с холодными слоями,движущимися вниз, предлагается система труб 6 и 7(см. фиг.1). Данная система труб позволяет нагретому промежуточному теплоносителю двигаться внутри трубы 6, а охлажденному промежуточному теплоносителю в затрубном пространстве не перемешиваясь в процессе движения. Это увеличивает скорость движения промежуточного теплоносителя. Сущность технической задачи - упрощение конструкции для интенсификации теплообмена и расширения функциональных возможностей путем барботирования теплоносителя через слой нагреваемого воздуха. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Регенеративный теплообменник содержащий корпус, разделенный перегородкой на камеры нагрева и охлаждения, радиаторы заполненные промежуточным теплоносителем и трубками для прохождения всасываемого и выбрасываемого воздуха, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поперечную перегородку,перекрывающую обе камеры и представляющую собой радиатор, в котором привод на переток промежуточного теплоносителя отсутствует. 2. Регенеративный теплообменник по п. 1,отличающийся тем,что нижняя камера предназначена для движения теплого теплоносителя, а верхняя камера предназначена для движения холодного теплоносителя. 3. Регенеративный теплообменник по п. 1,отличающийся тем, что радиаторы представляют собой прямоугольную форму, неподвижны, легко герметизирующие камеры теплообменника снабжены трубками для обеспечения направленного движения промежуточного теплоносителя. 4. Регенеративный теплообменник по п. 1,отличающийся тем, что в охлаждающей камере теплообменника радиатор снабжен конденсатосборником расположенным под ним.