Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОБОРУДОВАНИЯ

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является приточно-вытяжная установка с регенеративным теплоутилизатором, вращающимся в горизонтальной плоскости по патенту РФ №2282793, F24F 5/00, 1987 г. (прототип), содержащая корпус, поддон, систему защиты от обмерзания, двухступенчатый контактный теплообменник с насадкой, систему охлаждения с теплообменником.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации воды от технологического оборудования.

Это достигается тем, что в установке утилизации тепла оборудования, содержащей корпус, поддон, систему защиты от обмерзания, двухступенчатый контактный теплообменник с насадкой, систему охлаждения с теплообменником, насадка выполнена из компактной тонкопленочной гофрированной пленки толщиной 0,4…0,8 мм, причем отформованные листы насадки соединены клеем, а насадочная поверхность представляет собой чередующиеся каналы треугольной формы, которые наклонены к оси стекания теплоносителя по противоточной схеме: один лист под углом +30°, другой, наклеенный на него, -30°, а по длине каналы выполнены с П-образным гофрированием, форсунка системы орошения содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, а поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой установки, на фиг. 2 - схема форсунки системы орошения двухступенчатого контактного теплообменника.

Установка утилизации тепла оборудования снабжена системой защиты от обмерзания 2 и имеет повышенную плотность орошения нижней ступени двухступенчатого контактного теплообменника 1 с насадкой и форсуночной системой орошения, при этом насадка выполнена компактной, тонкопленочной и гофрированной из винипластовой каландрированной пленки толщиной 0,4…0,8 мм, которая безопасна в обращении, трудновоспламеняема и при температуре до 170°С не выделяет вредных веществ. Отдельные отформованные листы насадки склеиваются клеем. Насадочная поверхность представляет собой чередующиеся каналы треугольной формы, которые наклонены к оси стекания теплоносителя по противоточной схеме: один лист под углом +30°, другой, наклеенный на него, -30°. По длине каналы выполнены с П-образным гофрированием (на чертеже не показано). Вода из системы охлаждения по трубопроводу 6 поступает в теплообменник 4, где отдает свою теплоту на нагрев воды, поступающей из поддона 3 в теплообменник 1 и систему защиты от обмерзания 2, и далее по трубопроводу 5 возвращается в систему охлаждения.

Форсуночная система орошения двухступенчатого контактного теплообменника 1 включает в себя форсунку (фиг. 2), которая содержит корпус 11 со шнеком 17, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер 12 с цилиндрическим отверстием 13 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 14, осесимметричным корпусу 11 и штуцеру 12. Для герметичного соединения корпуса 11 со штуцером 12 предусмотрена уплотняющая прокладка 15. Шнек 17 запрессован в корпус с образованием конической камеры 16, расположенной над шнеком 17, соосно диффузору 14, которая соединена с ним последовательно. Шнек 17 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 17 представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 18 с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса 11, а вторая поверхность 20 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 21, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (на чертеже не показано). Шнек 17 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 19. Шнек 17 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Поверхность распылительного диска 21, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса 11, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы (на чертеже не показаны), чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 21.

Установка утилизации тепла оборудования работает следующим образом.

На многих предприятиях химической, машиностроительной и других отраслей промышленности на охлаждение технологического оборудования расходуется большое количество воды, температура которой затем достигает 35...40°С. Предложено использовать теплоту такой сбросной воды в приточных установках с применением утилизационных теплообменников контактного и поверхностного типа. Установка утилизации тепла оборудования снабжена системой защиты от обмерзания 2 и, кроме того, имеет повышенную плотность орошения нижней ступени двухступенчатого контактного теплообменника 1. Вода из системы охлаждения по трубопроводу 6 поступает в теплообменник 4, где отдает свою теплоту на нагрев воды, поступающей из поддона 3 в теплообменник 1 и систему защиты от обмерзания 2, и далее по трубопроводу 5 возвращается в систему охлаждения. Приточный воздух в теплообменнике 1 нагревается, проходит через каплеуловитель 10 и затем поступает в калорифер 9, где осушается и догревается до заданной температуры; калорифер подключен к системе теплоснабжения трубопроводами 7 и 8.

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 13 в диффузор 14, а из него в коническую камеру 16, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 17. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора) и встречает на своем пути поверхность распылительного диска 21, у которой на периферийной части, отогнутой в сторону нижней части корпуса, выполнены радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска 21, что позволяет увеличить поверхность распыливания жидкости с одновременным дополнительным дроблением капель жидкости.

Практика показала, что в таком агрегате можно использовать теплоту воды, имеющей начальную температуру всего 20…25°С. При этом обмерзания агрегатов не происходило даже при температуре наружного воздуха до минус 40°С.

Широкое применение предложенная установка может получить при использовании теплоты обратной воды в системе теплоснабжения от ТЭЦ. Снижение температуры этой воды до 20…30°С позволяет увеличить выработку электроэнергии станцией, а при теплоснабжении от котельной - дает возможность эффективно использовать контактные теплообменники.