ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Название	ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ
Разработчик (Авторы)	Агапов Дмитрий Станиславович
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	157238
Дата регистрации	12.01.2015
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет"
Область применения (класс МПК)	F28F 27/00 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к регулирующим устройствам для теплообменных и теплопередающих аппаратов.

Известно устройство регулирования теплового потока (Патент РФ №2267731 F28F 27/00)

Способ регулирования теплового потока через поверхность конденсации, состоящий в том, что объем, в котором расположена поверхность конденсации, сообщают с источником пара и с атмосферой. Теплоту от поверхности конденсации отводят к группе отдельных потребителей теплоты так, чтобы теплота к одним потребителям поступала после обеспечения теплотой других потребителей за счет того, что объем, в котором расположена поверхность конденсации, разделяют на ряд последовательно сообщенных полостей, причем эти полости образуют канал, сообщающий источник пара с атмосферой, а тепло от участков поверхности конденсации, расположенных в различных полостях, отводят отдельно друг от друга к различным потребителям.

Устройство, содержащее источник пара, связанный с внутренней полостью теплообменного аппарата, которая сообщена с атмосферой. Внутренняя полость теплообменного аппарата сообщена с атмосферой через внутреннюю полость, по крайней мере, еще одного теплообменного аппарата, причем теплообменные аппараты связаны с контурами теплоносителей различных потребителей тепла.

Внутренние полости теплообменных аппаратов образуют, по крайней мере, один протяженный в вертикальном направлении канал, гидравлический диаметр d и высота h которого связаны отношением d/h<1, причем атмосфера и источник пара сообщены соответственно с нижней и верхней частями этого канала, а потребители тепла образуют, по крайней мере, один замкнутый объем, который контактирует через стенку с внутренними полостями теплообменных аппаратов.

Недостатками данного устройства являются:

1. Трудно добиться стабилизации температуры, при которой отбирается теплота для различных потребителей.

2. Процессы конденсации и испарения требуют значительно большие рабочие объемы, чем процессы плавления и кристаллизации.

3. Колебание значений температуры и теплового потока источника отражается на параметрах тепловых потоков отпускаемых потребителям.

Наиболее близким аналогом к заявленному теплообменному аппарату относится многоступенчатый теплообменный аппарат (Патент РФ №2314475 F28F 27/02).

Многоступенчатый теплообменный аппарат с первичным и вторичным контурами, между которыми происходит теплообмен, и теплоноситель, в которых протекает в противоположных направлениях, причем первичный контур имеет, по меньшей мере, две точки подвода теплоносителя, смещенные относительно друг друга по ходу потока, при этом указанный теплообменный аппарат также содержит систему клапанов, взаимодействующую с датчиками температуры и регулирующую поток теплоносителя через первичный контур, отличающийся тем, что система клапанов для каждой точки подвода теплоносителя имеет отдельный клапан, причем количество датчиков температуры, размещенных во вторичном контуре, соответствует числу точек подвода теплоносителя.

Датчики температуры предназначены для определения температуры во вторичном контуре в районе точек подвода теплоносителя первичного контура.

Каждый датчик температуры соответствует одному клапану.

Датчики температуры связаны с общим управляющим устройством, которое управляет клапанами.

По меньшей мере, один клапан, соединенный с точкой подвода теплоносителя, размещенной по ходу потока дальше первой точки подвода теплоносителя, скомбинирован с дифференциальным регулятором давления, поддерживающим постоянный перепад давления в клапане.

Недостатками данного многоступенчатого теплообменного аппарата являются:

1. Система регулирования аппарата требует бесперебойного питания электрической энергией.

2. Переходные процессы обусловленные работой клапанов в ряде случаев могут снизить надежность конструкции за счет возникновения скачков давлений.

3. Аппарат не имеет буфера для сглаживания колебаний температур и тепловых потоков, отпускаемых потребителям.

Задача полезной модели - выравнивание температуры тепловых потоков отпускаемых потребителю.

Поставленная задача решается за счет того, что теплообменный аппарат, содержащий первичный и вторичный контуры, между которыми происходит теплообмен, первичный контур имеет подвод теплоносителя. На теплоносителе источника теплоты установлены n-теплообменников, передающих теплоту через тепловые трубы, установленные между каждым теплообменником и своим тепловым аккумулятором фазового перехода, расположенных на своих теплообменных вторичных контурах приемников теплоты.

Новые существенные признаки:

1. На теплоносителе источника теплоты установлены n-теплообменных аппаратов;

2 Теплообменные аппараты передают теплоту через тепловые трубы;

3 Тепловые трубы установлены между каждым теплообменным аппаратом и своим тепловым аккумулятором фазового перехода;

4 Тепловые аккумуляторы фазового перехода расположены на своих теплообменных контурах приемников теплоты.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат.

Нестационарный тепловой поток преобразуется в n стационарных за счет того, что накопление и отдача теплоты аккумуляторами фазового перехода осуществляется при постоянной температуре, определяемой температурой плавления используемого аккумулирующего вещества.

На фиг. 1 схематично изображен теплообменный аппарат.

Теплообменный аппарат содержит первичный 1 и вторичные 2 контуры, между которыми происходит теплообмен через тепловые трубы 3. Первичный 1 контур имеет подвод теплоносителя источника теплоты 4. На первичном 1 контуре расположено n теплообменников 5, которые передают теплоту через тепловые трубы 3, установленные между каждым теплообменником 5 и своим тепловым аккумулятором фазового перехода 6, расположенных на своих теплообменных вторичных 2 контурах приемников теплоты.

Теплообменный аппарат работает следующим образом:

В первичный контур 1 (фиг. 1) от теплового источника поступает теплоноситель температура которого изменяется по времени (фиг. 2). Теплота через теплообменные аппараты 5 (фиг. 1) по тепловым трубам 3 поступает в тепловые аккумуляторы фазового перехода 6, аккумулирующие вещества которых имеют различные температуры плавления. Самую высокую температуру фазового перехода имеет первый по ходу теплоносителя аккумулятор и далее по убыванию. Потребитель отбирает теплоту из аккумуляторов 6 через вторичные контуры 2, температура теплоносителя в которых будет также определяться температурами фазового перехода веществ аккумуляторов 6. Таким образом, на выходе получается несколько стационарных тепловых потоков с различными температурами (фиг. 3), т.е. потребители будут получать выравненные по температуре тепловые потоки.

Формула полезной модели

Теплообменный аппарат, содержащий первичный и вторичный контуры, между которыми происходит теплообмен, первичный контур имеет подвод теплоносителя, отличающийся тем, что на теплоносителе источника теплоты установлены n-теплообменников, передающих теплоту через тепловые трубы, установленные между каждым теплообменником и своим тепловым аккумулятором фазового перехода, расположенных на своих теплообменных вторичных контурах приёмников теплоты.

Изобретение "ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ" (Агапов Дмитрий Станиславович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога