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, штуцер и соосно расположенную вставку-завихритель с внешней винтообразной нарезкой и расширяющимся коническим отверстием внутри, причем в штуцере выполнено входное цилиндрическое отверстие, соединенное с диффузором, выполненным осесимметрично в корпусе, а в нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу сопло, которое выполнено с двухступенчатым, и соосным вставке-завихрителю, диффузором, первая ступень диффузора является продолжением расширяющегося конического отверстия, выполненного внутри вставки-завихрителя, которая выполнена из износостойкого материала, а вторая ступень диффузора является продолжением его первой ступени, при этом на ее внутренней конической поверхности выполнена винтообразная нарезка, причем коническая поверхность с винтообразной нарезкой второй ступени диффузора выполнена перфорированной, а в нижней части корпуса, соосно ему, закреплена цилиндрическая обечайка, на которой установлен рассекатель потока, выполненный в виде, по крайней мере, двух расположенных наклонно к оси форсунки стержнях, соединенных между собой в нижней части, к которым прикреплен вертикально расположенный стержень, на котором установлен завихритель, выполненный в виде конуса с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень и опирающегося в нижней части на упор, расположенный горизонтально и перпендикулярно стержню.

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°C 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 и соосно расположенный и жестко связанный с ним в верхней части штуцер 12 с входным цилиндрическим отверстием 13, соединенным с диффузором 14, выполненным осесимметрично в корпусе 11. В нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу 11 сопло 15. Сопло 15 выполнено с двухступенчатым и соосным вставке-завихрителю 16 диффузором, при этом первая ступень 20 диффузора является продолжением расширяющегося конического отверстия 17, выполненного внутри вставки-завихрителя 16, а вторая ступень 21 диффузора является продолжением его первой ступени 20, причем на ее внутренней конической поверхности выполнена винтообразная нарезка (на чертеже на показано).

Вставка-завихритель 16 расположена в центральном цилиндрическом отверстии 18 корпуса 11 и имеет внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 19, а внутри вставки-завихрителя 16 соосно выполнено расширяющееся коническое отверстие 17 для подвода жидкости из цилиндрического отверстия 13, выполненного в штуцере 12. Вставка-завихритель 16 фиксируется в нижней части корпуса 11 посредством сопла 15. Вставка-завихритель 16 выполнена из износостойкого материала. Коническая поверхность с винтообразной нарезкой второй ступени 21 диффузора выполнена перфорированной.

Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.

Жидкость в корпус 11 поступает через канал 13 подвода жидкости в штуцере 12, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 18. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах 19 вставки-завихрителя 16 и одновременно движется в осевом направлении по расширяющемуся коническому отверстию 17. В камере смешения сопла 15, образованной первой ступенью 20 двухступенчатого диффузора происходит взаимодействие этих потоков с их дополнительной турбулизацией и дроблением с образованием мелкодисперсной фазы, а вторая ступень 21 диффузора с винтообразной нарезкой внутри ее усиливает эффект распыливания жидкости. Такой поток жидкости на выходе из сопла 15 хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 15.

В нижней части корпуса 11, соосно ему, закреплена цилиндрическая обечайка 22, на которой установлен рассекатель потока 23, выполненный в виде, по крайней мере, двух расположенных наклонно к оси форсунки стержнях 24 и 25, соединенных между собой в нижней части, к которым прикреплен вертикально расположенный стержень 26, на котором установлен завихритель, выполненный в виде конуса 28 с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень 26 и опирающегося в нижней части на упор 27, расположенный горизонтально и перпендикулярно стержню 26.

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