Секция десублиматора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 44382 А 1 19) .ъЦ 5 Р 25 В 39/04,5/06 Р 1" 98 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУ.А, Ерки ельство СССР(54) СЕКЦИЯ ЛЕС (57) Изобретение дильной техники ровать процесс паров. Это дости теплообменную электрический и элементы 5, Дал ают хладагент и УБЛИМАТОРА относится к об и позволяет ин десублимаци гается тем, что поверхность 8 отенциал на то е е теплообме во входной пат ласти холо- тенсифиции водяных заземляют и подают конесущие ник 8 подрубок 2 наГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское сеидМ 514612, кл. Р 26 правляют влажный воздух, который проходит по воздушным каналам 6, при этом водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется на поверхности теплообменника 8. Оставшиеся в воздухе пары влаги под действием электрического поля оседают на теплообменнике 8. По мере роста кристаллы инея отрываются от теплообменника 8 под действием электрических сил и оседают в поддоне, При этом соотношение расстояния от токонесущего элемента до плоскости торцевой поверхности заземленного теплообменного элемента и расстояния от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного элемента составляет /5= зп а, где 1 а= 15-75 - угол между 3 и плоскостью торцевой поверхности теплообменного элемента, 1 з.п. ф-лы, 4 ил,Цель изобретения - интенсификация процесса десублимации. 5Указанная цель достигается тем, что секция десублиматора, содержащая кожух с входным и выходным патрубками для воздушного полтока, расположенные в ней теплообменные элементы, образующие своими 0 =(й)кп - тп) ЕЕз ЬЭп,Изобретение относится к холодильной технике и касается конденсаторов-вымораживателей влаги в сублимационных сушильных установках и системах кондиционирования воздуха.Известен конденсатор-вымораживатель для сублимационной сушильной установки, содержащей вертикальные испарительные трубы, подключенные к коллекторам. нижний из которых смещен относительно оси труб, а внутри каждой трубы соосно установлена глухая цилиндрическая. вставка, образующая кольцевой зазор,Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса вымораживания вследствие осуществления процесса только под действием парциэльных давлений водяного пара.Известен сублимационный конденсатор, содержащий камеру с входными и выходными патрубками для водяных паров, охлаждающую поверхность, размещенную внутри пористой проницаемой плиты, перекрывающей проходные сечения входного патрубка.Недостатками данного устройства являются низкая эффективность вымораживания водяного пара, а также повышенное термическое сопротивление, соЗдаваемое .пористой перегородкой, что приводит к возрастанию затрат на производство холода,Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является десублиматор, содержащий кожух с размещенной в нем охлаждаемой поверхностью, ионизатор, вращающийся положительный электрод, выполненный в виде диска с профилированной верхней поверхностью, отрицательный электрод, двигатель и побудитель движения.К недостаткам известного десублиматора относятся повышенные энергозатраты на привод положительного электрода и питание ионизатора, а также механические напряжения, возникающие в элементах положительного электрода в процессе его работы и намораживания инея на охлаждающей поверхности, приводящие к снижению эффективности работы десублимэтояд. ребрами или трубками воздушные каналы,дополнительно снабжена высоковольтнымэлектродом с токонесущими элементами,.установленными в поперечном сечении вы 5 ходного патрубка, при этом токонесущиеэлементы расположены по оси каждого воздушного канала теплообменного элемента,поичем последний заземлен.Достижению поставленной цели служит10 также то, что соотношение/Я = з 1 п а, где- расстояние от токонесущего элемента доплоскости торцовой поверхности теплооб-менного элемента; 5 - расстояние от токонесущего элемента до ближайшей точки15 поверхности заземленного теплообменногоэлемента; а=15-75- угол между Я и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента,Расположение высоковольтного элект 20 рода в поперечном сечении выходного патрубка основано на том, что в этом случае.между токонесущими элементами высоковольтного электрода и заземленной теплообменной поверхностью возникает25 электрическое поле, напряженность которого, а следовательно, и электрические силынаправлены от токонесущих элементов высоковольтного электрода к заземленной поверхности. Эти силы заставляют30 содержащийся в охлажденном воздухе водяной пар, оседать на поверхности теплообмен ника и на его элементах, Таким образом,в процессе десублимации участвуют электрические силы, которые интенсифицируют35 этот процесс,При этом часть образующегося инеяпо мере его роста за счет действия пондемоторной силы, направленной навстречу результирующей силе,40 отрывается и уносится побудителемдвижения воздуха из десублиматора иоседает на дно аппарата. Следовательно, уменьшается толщина нарастаемогоинея, что снижает термическое сопротив 45 ление десублиматора и увеличивает время его работы без оттайки,Часть инея отрывается также в результате роста напряженности электрического поля на вершине кристалла инея50 (так как размер кристалла увеличивается,следовательно, сокращается межэлектродное расстояние, что приводит к. роету,напряженности),Количество конденсирующей влаги на5 десублиматоре зависит от величины поверхности теплообменника и с учетом параметров электрического поля оно равногде а - масса комплексной частицы;в - масса поля инея (поверхности);Ь Эп - энергетическая разница междуэнергией комплексной частицы и энергиейповерхности инея; 5Р - поверхность теплообмена;Е - напряженность электрического поляИэ приведенных рассуждений следует,что на интенсификацию процесса десублимации оказывают влияние напряженностьэлектрического поля и межэлектродное расстояние,Исходя из этого расположение токонесущих элементов высоковольтного электрода по оси каждого воздушного канала,образованного частями теплообменногоэлемента, обеспечивает равномерную напряженность между всеми токонесущимиэлементами и теплообменным элементом, 20так как при этом межэлектродное расстояние (между токонесущим элементов и ближайшей точкой поверхности заземленноготеплообменника) по всему межэлектродному промежутку одинаково. 25В том случае, когда соотношение расстояния 1 от токонесущего элемента доплоскости торцовой поверхности заземленного теплообменника и расстояния оттоконесущего элемента до ближайшей 30. обменника Я составляет более 3 п 75действие электрических сил на процессдесублимации водяного пара на тех частях поверхности теплообменного элемента, которые не обращены ктоконесущим элементам, т.е, которыерасположены по ходу воздушного потока, практически не будет сказываться иэффект осаждения инея на данной поверхности под действием электрических силбудет незначителен.Кроме того, в этом случае направлениядвижения воздушного потока и электроконвективного потока (действием которого 45электрические силы оказывают влияние напроцесс десублимации) будут почти взаимоперпендикулярны, что приводит к подавлению электроконвективного потокаосновным воздушным потоком. 50При соотношении указанных выше расстояний менее зп 15 будет происходитьбыстрый рост напряженности поля за счетнаправленного роста инея на теплообменнике, при этом нитеобразные кристаллы 55инея, не успев оторваться под действиемэлектрических сил от поверхности теплообменника, будут нарушать нормальный (надежный) режим работы аппарата, что можетпривести к возникновению предпробойного состояния в межэлектродном промежутке,На фиг. 1 схематически показана секция десублиматора, вид сверху, разрез; на фиг, 2 - узел на фиг. 1; на фиг. 3 - секция, вид сбоку. разрез: на фиг. 4 - высоковольтный электрод и заземленный теплообменный элемент.Секция десублиматора содержит кожух 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, установленный в поперечном сечении последнего высоковоЛьтный электрод, выполненный из диэлектрической рамки 4 и токонесущих элементов 5 в виде тонких проволок лезвиеобразной. пилообразной или игольчатой формы и т,п., и которые расположены по оси каждого воздушного канала 6, образованного ребрами 7 заземленного теплообменного элемента 8; В нижней части кожуха 1 размещен поддон 9.Для повышения надежности и безопас-, ности работы десублиматора выходной патрубок 3 целесообразно выполнить из диэлектрика или с внутренним диэлектрическим покрытием. Крепление рамки 4 высоковольтного электрода к патрубку 3 может осуществляться, например, винтами,Секция десублиматора работает следующим образом,Заземляют теплообменную поверхность 8 и подают электрический потенциал на токонесущие элементы 5, при этом между элементами 5 и теплообменником 8 возникает электрическое поле и межэлектродный промежуток насыщается ионами. Далее в теплообменник 8 подают хладагент и во входной патрубок 2 направляют влажный воздух, который проходит по воздушным каналам 6, при этом водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется на поверхности теплообменника 8. Оставшиеся в воздухе пары влаги подвергаются действию электрического поля, где они приобретают электрический заряд за счет присоединения ионов и под действием электроконвективного потока, направленного от токонесущих элементов 5 к ребрам 7, оседают на теплоюобменнике 8. По мере роста кристаллы инея отрываются от теплообменника 8 под действием пондемоторной силы и оседают в поддоне 9В зависимости от обьема камеры сублимации и расхода воздуха через десублиматор предлагаемые секции десублиматора можно включать последовательно или параллельно,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность работы десублиматора за счет интенсификации процесса десублимации на 17-32.Максимальный эффект достигается при установке рамки 4 с токонесущими элементами 5 высоковольтного электрода таким . образом, что соблюдается следующее соотношение расстояний: расстояние от токоне сущего элемента 5 до плоскости торцовой поверхности заземленного теплообменного элемента 8и расстояние от токонесущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного 10 элементасвязаны соотношением 1/8 = зи а, где а.15-75 - угол между 3 и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента..Формула изобретения 15 1. Секция десублиматора, содержащая кожух с входным и выходным патрубками для воздушного потока, расположенные в нем теплообменные элементы, образующие своими ребрами или трубками воздушные 20 каналы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса десублимации, она дополнительно снабжена высоковольтным электродом с токонесущими элементами, установленным в поперечном сечении выходного патрубка, при этом токонесущие элементы расположены по оси каждого воздушного канала теплообменного элемента,. причем последний заземлен.2. Секцйя по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что. отношение /3 - зи а, где- расстояние от токонесущего элемента до плоскости торцовой поверхности теплообменного элемента, Я - расстояние от токо- несущего элемента до ближайшей точки поверхности заземленного теплообменного элемента, а = 15-75 - угол между расстоянием Я и плоскостью торцовой поверхности теплообменного элемента.