Теплообменный аппарат и способ его работы

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗО ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.тактом теплообменивающихся сред.Известны теплообменные аппараты,содержащие кожух с торцовыми решетками, пространство между которымизаполнено гидрофильным материалом сканалами для прохода охлаждаемоговоздуха 11,Перед работой теплообменный аппарат запитывается жидкостью и охлаждение в нем воздуха происходит с помощью адиабатического увлажненияжидкостью, испаряемой из гидрофиль 15ного материала, Однако у этих теплообменников наблюдается повышенныйрасход жидкости и наличие капельнойвлаги на выходе из теплообменникапри работе с большими скоростями охлаждаемого воздуха, Наиболее характерны эти,процессы для начальногопериода работы тетьлообменного аппарата, когда жидкость эжектируется кповерхности гидрофильного материалапод действием скоростного напора охлаждаемого воздуха и уносится последним в виде капельной влаги, наличиекоторой в системах кондиционирования воздуха недопустимо. Это ограничивает диапазон изменения расходов охлаждаемого воздуха в описываемых теплообменниках.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является теплообменный аппарат для испарительного охлаждения воздуха, содержащий кожух с выходными и входными коллекторами и размещенные внутри кожуха торцовые решетки, соединенные посредством стяжек, причем пространство между решетками заполнено гидрофильным материалом, в котором выполнены каналы для прохода охлаждаемого воздуха 21,В указанном теплообменнбм аппарате количество влаги, впитываемой единицей веса гидрофильного материала, регулируется при помощи его сжатия стержневыми стяжками, что дает возможность уменьшить унос жидкости в виде капельной влаги при работе теплообменника, Кроме того, калельная влага, находящаяся в потоке охлажцаемого воздуха, сепарируется на стенках выходного коллектора теплообменного аппарата.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В таком теплообменном аппаратеосуществляется известный способ работы путем охлаждения воздуха, адиабатического увлажнения его жидкостью,испаряемой иэ гидрофильного материала, и сепарации неиспарившейся капельной влаги.Однако известный теплообмеиныйаппарат отличается ограниченным ресурсом работы, определяемым количествомжидкости, запитываемьм гидрофильнымматериалом. Кроме того, в этом аппарате длина каналов для прохода охлаждаемого воздуха в гидрофильном материале должна быть достаточной для обеспечения требуемой термовлажностнойобработки воздуха в течение всейпродолжительности работы теплообменного аппарата, что приводит к увеличению его габаритов и веса за счетобъема гидрофильного материала, запитанного жидкостью и непольностью используемого в процессе работы.Величина этого дополнительного объемагидрофильного материала ввиду невысо.кой интенсивности процесса тепломассообмена в прямых гладких каналах достигает значительных размеров, чтоограничивает применение указанных теплообменников .Цель изобретения - интенсификациятеплообмена,Это дос тиг ае тс я тем, ч то аппа ратдополнительно содержит распылительную форсунку, расположенную во входном коллекторе, и теплообменную поверхность, укрепленную с возможностью вращения на центральной стяжкеи выполненную в виде концентрическирасположенных между Форсункой и соответствующей рашеткой секций изжалюэийных гофр; Способ работы теплообменного аппарата усовершенствованной конструкции характеризуетсятем, что в воздух перед йодачей наохлаждение вводят диспергированнуюжидкость, а увлажнение его ведут врежиме пленочного течения газожидкостной смеси теплообменной поверхностииНа фиг, 1 схеМатично изоб раженописываемый теплообменный аппарат;на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; наФиг,З - часть фиг.2 в увеличенноммасштабе; на Фиг,4 - .разрез Б-Б нафиг.З,Теплообменный аппарат содержиткожух 1, имеющий входной 2 и выходной 3 коллекторы с размещенными вних торцовыми решетками 4 и 5, соединенными при помощи стержневыхстяжек 6, и расположенный между решетками 4 и 5 гидрофильный материал 7 с каналами 8 для прохода охлаждаемого воздуха, Во входном коллекторе 2 теплообменного аппарата дополнительно установлена распылительная форсунка 9, а между входной торцовой решеткой 4 и распылительной Форсункой 9 размещена с возможностьювращения теплообменная поверхность 10выполненная в виде концентрически расположенных секций 11 иэ желюзийных гофр 1 2. Теплообменная поверхность 10 установлена на подшипнике, укрепленном на центральной стяжке 13, Перед работой гидрофильный материал 7 теплообменного аппарата запинюается жидкостью в количестве, исключающем ее выброс во время работы,При работе теплообменного аппарата.жидкость, необходимую для адиабатического увлажнения воздуха, подаютв распылительную Форсунку 9, обеспечивающую ее мелкодисперсный распыл, что приводит к интенсификации процесса тепломассообмена за счет развитиямежфаэ ной пов ерхнос ти. Неиспарившаяся жидкость осаждается на теплооб-.менной поверхности 10, где происходит дальнейшее увлажнение и охлаждение воздуха в пленочном режиме течения газожидкостной смеси, обеспечивающем более полное смачивание тепло- обменной поверхности, что интенсифицирует процесс тепломассообмена. Дляболее равномерного распределения жидкости на теплообменной поверхности 10 последняя размещена с возможностью,вращения, возникающего под действиемскоростного напора гаэожидкостного потока, изменяющего направление своего движения в концентрически расположенных секциях 11 из жалюэийных гофр 12, Окончательная термовлажностная обработка воздуха происходит в каналах 8 в гидрофильном материале 7, в которых также сепарируется неиспарившаяся капельная влага, Небольшие. колебания тепловой нагрузки на теплообменный аппарат практически не влияют на его выходную температуру, При постоянной подаче жидкости через распылительную Форсунку 9,рассчитанную на номинальный режим, уменьшение тепловой нагрузки приводит к накоплению жидкости в теплообменном аппарате за счет ее сепарации в гидрофильном материале, а увеличение - к уменьшению жидкости в теплообменнике, При этом не имеет значения эа счет какого Фактора происходит изменение тепловой нагрузки в теплообменном аппарате - за счет изменения расхода охлаждаемого воздуха или за счет изменения его входной температура.Таким образом, данный теплообменный аппарат и способ его работы значительно интенсифицируют процесс тепломасоообмена,что при прочих равных условиях приводит к уменьшению габаритов и веса теплообменника.Формула изобретения1, Теплообменный аппарат для испарительного охлаждения воздуха, содер 765631жащий кожух с входными и выходными коллекторами и размещенные внутри кожуха торцовые решетки, соединенные посредством стяжек, причем пространство между решетками заполнено гид, рофильным материалом, в котором выполнены каналы для прохода охлаждаемого воздуха, отличающий С я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, аппарат дополнительно содержит распылительную форсунку, расположенную во входном коллекторе, и теплообменную поверхность, укрепленную с возможностью вращения на центральной стяжке и выполненную в виде концентрически расположенных между форсункой и соответствующей решеткой секций из жалюэийных гофр,2. Способ работы теплообменногоаппарата по п,1 путем охлажденияадиабатическим увлажнением его жидкостьюю, ис па ряемой из гид рофильногоютериала, и сепарации неиспарившейся капельной влаги, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в воздух передподачей на охлаждение вводят диспергированную жидкость, а увлажнениеего ведут в режиме пленочного течения газожидкостной смеси по теплообменной поверхности,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СНА Р 2085390, кл,261-104 опублик, 1953,2, Авторское свидетельство СССРР 55 2493, кл, Р 28 С 3/08, 1975.ПодписСССР р дф Патент ф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 филиал П 6491/38ВНИИПпо д113035,Тираж 697 осударс тв ен ам изобрете осква, Ж, го комитет й н открыТ аушская на