RU2607874C1

RU2607874C1 - Equipment heat utilization plant

Info

Publication number: RU2607874C1
Application number: RU2015150963A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-01-20

Abstract

FIELD: ventilation.

SUBSTANCE: invention relates to air ventilation and conditioning with regenerative heat recovery units. This is achieved by fact, that in equipment heat utilization unit, comprising housing, tray, freezing protection system, two-stage contact heat exchanger with nozzle, cooling system with heat exchanger, nozzle is made of compact thin-film corrugated film with thickness of 0.4…0.8 mm, wherein nozzle molded sheets are glued, and nozzle surface represents triangular-shaped alternating channels, which are inclined to coolant draining axis in counter-flow scheme: one sheet at angle of +30°, other, glued onto it, -30°, and along length channels are made with U-shaped corrugation, irrigation system nozzle comprises housing with screw, coaxially arranged in housing lower part, and liquid supply union with cylindrical hole arranged in housing upper part, connected with diffuser, axially symmetric to housing and union, screw is pressed into housing with formation of cylindrical chamber, located above screw, coaxially to diffuser, and in-series connected with it, wherein screw is made solid, and screw outer surface represents two in-series connected surfaces, one of which is, at least, single-thread helical groove with LH or RH thread and located inside housing, and second surface is made smooth in form of body of revolution axisymmetrically connected with spraying disc, located perpendicular to housing axis, and extends beyond housing lower part end surface, wherein as said surface generatrix can both be straight line, and n-order curve, and spraying disc surface, extending beyond housing lower part end surface, is made bent towards housing lower part and has radial cutouts on periphery, alternating with sprayer disc surface solid part.

EFFECT: technical result is increase in process equipment water heat utilizing efficiency.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию воздуха с регенеративными теплоутилизаторами.The invention relates to ventilation and air conditioning with regenerative heat exchangers.

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.The closest technical solution to the claimed object is a supply and exhaust unit with a regenerative heat exchanger rotating in a horizontal plane according to RF patent No. 2282793, F24F 5/00, 1987 (prototype), comprising a housing, a pallet, a frost protection system, a two-stage contact heat exchanger with nozzle; cooling system with heat exchanger.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency.

Технический результат - повышение эффективности теплоутилизации воды от технологического оборудования.The technical result is an increase in the efficiency of heat recovery of water from technological equipment.

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.This is achieved by the fact that in a heat recovery installation of equipment containing a housing, a pallet, an anti-freeze protection system, a two-stage contact heat exchanger with a nozzle, a cooling system with a heat exchanger, the nozzle is made of a compact thin-film corrugated film with a thickness of 0.4 ... 0.8 mm, and molded nozzle sheets are connected by glue, and the nozzle surface is alternating channels of a triangular shape, which are inclined to the axis of flow of the coolant in a countercurrent pattern: one sheet at an angle of + 30 °, the other th glued onto it, -30 °, and along the length of the channels are made with a U-shaped corrugation, the nozzle of the irrigation system contains a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and a fitting with a cylindrical hole for supplying liquid located in the upper part of the housing, connected to the diffuser, axisymmetric housing and fitting, the screw is pressed into the housing with the formation of a conical chamber located above the screw, coaxial to the diffuser, and connected to it in series, moreover, the screw is made solid, and the outer surface of the screw is it consists of two surfaces connected in series, one of which is at least a single-entry screw groove with right or left thread, and is located inside the body, and the second surface is made smooth in the form of a body of revolution axisymmetrically connected to the spray disk located perpendicular to the axis case, and stands for the end surface of the lower part of the case, and as a line forming this surface, there can be either a straight line or an nth-order curved line, and the surface The spray disc protruding beyond the end surface of the lower part of the casing is bent toward the lower part of the casing and has radial cutouts at the peripheral part alternating with the solid part of the surface of the spray disc.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой установки, на фиг. 2 - схема форсунки системы орошения двухступенчатого контактного теплообменника.In FIG. 1 shows a General view of the proposed installation, in FIG. 2 is a diagram of a nozzle of an irrigation system of a two-stage contact heat exchanger.

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.The heat recovery unit of the equipment is equipped with a frost protection system 2 and has an increased irrigation density of the lower stage of a two-stage contact heat exchanger 1 with a nozzle and a nozzle irrigation system, while the nozzle is made of a compact, thin-film and corrugated vinyl-plated calendared film with a thickness of 0.4 ... 0.8 mm , which is safe to handle, flame-resistant and at temperatures up to 170 ° C does not emit harmful substances. Individual molded nozzle sheets are glued together with glue. The nozzle surface is alternating channels of a triangular shape, which are inclined to the axis of runoff of the coolant in a countercurrent pattern: one sheet at an angle of + 30 °, the other glued to it, -30 °. The length of the channels is made with a U-shaped corrugation (not shown in the drawing). Water from the cooling system through pipeline 6 enters the heat exchanger 4, where it gives its heat to heat the water coming from the pan 3 to the heat exchanger 1 and the frost protection system 2, and then returns through the pipeline 5 to the cooling system.

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.The nozzle irrigation system of a two-stage contact heat exchanger 1 includes a nozzle (Fig. 2), which contains a housing 11 with a screw 17 coaxially located in the lower part of the housing and a nozzle 12 located in the upper part of the housing with a cylindrical fluid inlet 13 connected to a diffuser 14, an axisymmetric housing 11 and a nozzle 12. For a tight connection of the housing 11 with the fitting 12, a sealing gasket 15 is provided. The screw 17 is pressed into the housing with the formation of a conical chamber 16 located above the screw 17, oosno diffuser 14, which is connected in series with it. The screw 17 is made continuous, and the outer surface of the screw 17 is two serially connected surfaces, one of which is at least a single-thread screw groove 18 with right or left thread, and is located inside the housing 11, and the second surface 20 is made smooth in in the form of a body of revolution, axisymmetrically connected to the spray disk 21, located perpendicular to the axis of the housing, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing, moreover, as a line forming this surface , can be either a straight line or an nth-order curved line, for example, spherical, elliptical, parabolic, etc. (not shown in the drawing). In this case, the screw 17 can be fixed in the housing by means of screws 19. The nozzle screw 17 is made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire. The surface of the spray disk 21, protruding beyond the end surface of the lower part of the housing 11, is bent toward the lower part of the housing and has radial cutouts (not shown) in the peripheral part, alternating with the solid part of the surface of the spray disk 21.

Установка утилизации тепла оборудования работает следующим образом.Installation heat recovery equipment works as follows.

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.At many enterprises of the chemical, machine-building and other industries, a large amount of water is spent on cooling technological equipment, the temperature of which then reaches 35 ... 40 ° С. It is proposed to use the heat of such waste water in the supply units using recycling heat exchangers of contact and surface type. The heat recovery unit of the equipment is equipped with a frost protection system 2 and, in addition, has an increased irrigation density of the lower stage of the two-stage contact heat exchanger 1. Water from the cooling system through pipe 6 enters the heat exchanger 4, where it gives its heat to heat the water coming from the pan 3 into the heat exchanger 1 and the frost protection system 2, and then through the pipe 5 returns to the cooling system. The supply air in the heat exchanger 1 is heated, passes through a droplet eliminator 10 and then enters the air heater 9, where it is dried and heated to a predetermined temperature; the air heater is connected to the heat supply system by pipelines 7 and 8.

Вихревая форсунка работает следующим образом.Vortex nozzle operates as follows.

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.The fluid is supplied through a cylindrical hole 13 to the diffuser 14, and from it to the conical chamber 16, from which it flows under pressure into the screw external cavity of the screw 17. A rotating fluid flow in the external screw cavity of the screw forms a vortex movement, with additional crushing of liquid drops due to turbulization of the outlet stream, and a finely dispersed rotating stream leaves the nozzle with a wide rotating torch of the sprayed liquid (solution) and encounters the surface of the spray disk 21, otorrhea at the peripheral portion bent toward the lower housing portion, provided with radial cutouts alternating with a continuous part of the surface of the spray plate 21, thus increasing the surface of the liquid while spraying additional fragmentation of liquid droplets.

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.Practice has shown that in such an aggregate it is possible to use the heat of water having an initial temperature of only 20 ... 25 ° C. In this case, freezing of the aggregates did not occur even at an outdoor temperature of minus 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.The proposed installation can be widely used by using the heat of return water in the heat supply system from the CHP. Lowering the temperature of this water to 20 ... 30 ° C allows you to increase the generation of electricity by the station, and with heat supply from the boiler room - makes it possible to effectively use contact heat exchangers.

Claims

Equipment heat recovery installation comprising a housing, a pallet, an anti-freeze protection system, a two-stage contact heat exchanger with a nozzle and a nozzle irrigation system, a cooling system with a heat exchanger, a nozzle made of a compact thin-film corrugated film with a thickness of 0.4 ... 0.8 mm, and molded sheets nozzles are connected by glue, and the nozzle surface is alternating channels of a triangular shape, which are inclined to the axis of runoff of the coolant in a countercurrent pattern: one sheet at an angle of + 30 ° , another glued on it, -30 °, and the channels along the length are made with a U-shaped corrugation, characterized in that the nozzle of the irrigation system comprises a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and a fitting with a cylindrical located in the upper part of the housing the fluid inlet connected to the diffuser, axisymmetric to the housing and the fitting, the screw is pressed into the housing with the formation of a conical chamber located above the screw, coaxial to the diffuser and connected to it in series, moreover, the screw is made solid and out the screw’s back surface consists of two surfaces connected in series, one of which is at least a single-pass screw groove with right or left thread and is located inside the housing, and the second surface is smooth in the form of a body of revolution axisymmetrically connected to the spray disk located perpendicular to the axis of the housing, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing, moreover, the line forming this surface can be either a straight line or a curve Ia n-th order, and the surface of the spray disk, projecting beyond the end surface of the lower housing portion is formed bent toward the lower portion of the housing and has at the periphery of the radial cutouts alternating with a continuous part of the spray disc.