[RU]

Теплообменник для низких температур содержит корпус (1), группу (12) труб, установленную внутри корпуса, для циркуляции теплоносителя в теплообменнике, соединения (20, 22) для направления теплоносителя в группу (12) труб и из группы труб и соединения (13) для направления теплоносителя в корпус и из корпуса. В соответствии с изобретением корпус (1) теплообменника выполнен из плоского профильного листа. По меньшей мере в одной длинной стороне (7) корпуса (1) выполнено отверстие, которое выполнено достаточно большим по размеру для обеспечения возможности установки группы (12) труб, образующей по меньшей мере один контур теплообменника, через указанное отверстие внутрь корпуса (1) и легкого извлечения группы (12) труб из корпуса для замены отдельных труб или рядов труб. Для закрытия отверстия выполнена крышка (7).

(57) Реферат / Формула:

Теплообменник для низких температур содержит корпус (1), группу (12) труб, установленную внутри корпуса, для циркуляции теплоносителя в теплообменнике, соединения (20, 22) для направления теплоносителя в группу (12) труб и из группы труб и соединения (13) для направления теплоносителя в корпус и из корпуса. В соответствии с изобретением корпус (1) теплообменника выполнен из плоского профильного листа. По меньшей мере в одной длинной стороне (7) корпуса (1) выполнено отверстие, которое выполнено достаточно большим по размеру для обеспечения возможности установки группы (12) труб, образующей по меньшей мере один контур теплообменника, через указанное отверстие внутрь корпуса (1) и легкого извлечения группы (12) труб из корпуса для замены отдельных труб или рядов труб. Для закрытия отверстия выполнена крышка (7).

---

Евразийское (21) 201691545 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.02.28
(22) Дата подачи заявки 2015.03.04
(51) Int. Cl.
F28D 7/08 (2006.01) F28F 9/00 (2006.01) F28F 21/06 (2006.01)
F28F 9/22 (2006.01)
(54) ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
(31) (32)
20145206
2014.03.04
(33) FI
(86) PCT/FI2015/050136
(87) WO 2015/132468 2015.09.11
(71) Заявитель:
УПОНОР ИНФРА ОЮ (FI)
(72) Изобретатель:
Ролин Ян, Йокинен Матти, Сеппяля Сами (FI)
(74) Представитель:
Нилова М.И. (RU) (57) Теплообменник для низких температур содержит корпус (1), группу (12) труб, установленную внутри корпуса, для циркуляции теплоносителя в теплообменнике, соединения (20, 22) для направления теплоносителя в группу (12) труб и из группы труб и соединения (13) для направления теплоносителя в корпус и из корпуса. В соответствии с изобретением корпус (1) теплообменника выполнен из плоского профильного листа. По меньшей мере в одной длинной стороне (7) корпуса (1) выполнено отверстие, которое выполнено достаточно большим по размеру для обеспечения возможности установки группы (12) труб, образующей по меньшей мере один контур теплообменника, через указанное отверстие внутрь корпуса (1) и легкого извлечения группы (12) труб из корпуса для замены отдельных труб или рядов труб. Для закрытия отверстия выполнена крышка (7).
ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
Изобретение относится к теплообменнику для извлечения энергии из источников энергии, находящихся при низких температурах. К таковым относятся, например, водостоки, резервуары для сточных вод и тому подобное.
5 С помощью тепловых насосов можно использовать тепловую энергию даже при
низких температурах, такую как тепло земли или тепло водостоков. В качестве источников энергии можно использовать и другие значительные водные массы, такие как резервуары для сточных вод. В этой связи термин "низкая температура" относится к температурам порядка +0,5...+10 °С. Энергию, вырабатываемую с
10 помощью тепловых насосов, обычно используют для обогрева или производства горячей воды для хозяйственных нужд. Тепловые насосы также можно использовать для отвода тепла от охлаждаемых объектов, например, жилого дома, и передачи объекту с низкой температурой. Для извлечения тепловой энергии в земле или водотоке расположен коллекторный контур, соединенный с тепловым насосом или
15 напрямую, или посредством теплообменника, так, чтобы теплоноситель вторичного контура теплообменника циркулировал в коллекторном контуре, а рабочий теплоноситель теплового насоса - в первичном контуре.
Настоящее изобретение относится к теплообменнику, работающему при низких температурах, одним из вариантов применения которого являются системы сбора
20 энергии и/или системы охлаждения, основанные на тепловых насосах. В этих вариантах применения могут быть использованы, например, теплообменники с металлическими трубами. Наиболее распространенными материалами для металлических теплообменников является кислотостойкая сталь (HST) или нержавеющая (RST) сталь или медь. Область применения металлических
25 теплообменников ограничивается выбором используемого металла или металлического сплава и малым диаметром труб - до 30 мм. Из-за малого размера и лабиринтообразной конструкции труб их трудно очищать. Кроме того, достаточно прочные металлические материалы зачастую являются дорогостоящими. По этим причинам затраты за срок службы металлических теплообменников высоки.
30 В публикации WO 201167457 раскрыт тип теплообменника, в котором труба
большего диаметра выполнена из полого трубного профиля. Соответственно, один
теплоноситель может циркулировать во внутреннем отверстии трубного профиля, а другой носитель может протекать внутри трубы большего диаметра, выполненной из этого профиля. Альтернативно, используют две спирали из соосных труб, расположенные на расстоянии друг от друга, чтобы теплоноситель также мог 5 циркулировать между соосными спиралями. В соответствии с этим решением одной из возникающих проблем становится сопротивление давлению трубного профиля, что ограничивает его использование в вариантах применения, характеризующихся высоким гидростатическим давлением.
В соответствии с полезной моделью Китая CN2715090 раскрыт теплообменник, 10 в котором использована спиральная труба теплообменника.
Известно несколько разных конструкций теплообменника. Разные конструкции имеют свои преимущества и недостатки, при этом проблема конкретно теплообменников, работающих при низких температурах, состоит в малой площади поверхности теплопередачи, что особенно важно при малом перепаде температуры.
15 Увеличение диаметра теплообменника приводит к увеличению сопротивления потоку вторичного контура, что существенно ограничивает длину теплообменника. Теплопередающие элементы легко загрязняются, и при использовании нескольких контуров каждый контур необходимо настраивать отдельно. Трубчатые теплообменники обычно имеют цилиндрический трубчатый корпус, внутри которого
20 продольно уложена группа труб, состоящая из нескольких труб меньшего размера.
Примеры таких конструкций приведены в публикациях US 3 426 841 и DE 10 2010 000421. В частности, в длинных теплообменниках затруднена установка группы труб внутри круглой внешней трубы, а обслуживание и ремонт труб чрезвычайно трудоемки или даже невозможны. При низких температурах частой
25 проблемой является замерзание. Лед блокирует теплообменник и препятствует передаче тепла, а также может привести к повреждению конструкций.
Совместное использование нескольких материалов приводит к проблемам теплового расширения, относящихся, например, к конструкциям из стали и пластика, из-за разницы коэффициентов теплового расширения.
Задачей изобретения является создание теплообменника, усовершенствованного по сравнению с существующими, для передачи энергии между носителями при низких температурах.
Задачей одного из вариантов осуществления изобретения является создание 5 теплообменника, который можно изготовить целиком из пластиковых материалов.
Задачей одного из вариантов осуществления изобретения является создание теплообменника, который прост в изготовлении и обслуживании.
Задачей одного из вариантов осуществления изобретения является создание теплообменника, который просто содержать в чистоте.
10 Дополнительно, задачей одного из вариантов осуществления изобретения
является создание теплообменника, который характеризуется высокой теплопроводностью.
В основе изобретения лежит оболочка, которая образует корпус теплообменника и выполнена из плоского листа, конкретно профильного листа, и 15 отверстие, которое выполнено по меньшей мере в одной стороне корпуса и имеет достаточно большой размер для установки по меньшей мере группы труб, которая образует один контур теплообменника, внутрь оболочки корпуса через это отверстие. Для закрытия отверстия расположена открываемая или фиксированная крышка.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения по меньшей 20 мере корпус и листовые профили для труб выполнены из полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения профильные листы выполнены из профилей с выемками. Выемки таких профильных листов с выемками могут быть заполнены, по меньшей мере частично, наполнителем, 25 например, теплоизолирующим веществом или веществом, которое тяжелее воды.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения по меньшей мере на одной стороне корпуса теплообменника установлен элемент жесткости.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения корпус теплообменника содержит нижний лист, который по меньшей мере в одном направлении шире оболочки, образованной корпусом.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения по меньшей 5 мере одна группа труб теплопередающего контура содержит по меньшей мере два параллельных ряда труб, состоящие из удлиненных труб, расположенных друг над другом, причем трубы, расположенные друг над другом, поочередно соединены на своих концах для формирования одного канала для жидкости.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения параллельные 10 ряды труб соединены с двумя коллекторами, через которые обеспечена возможность циркуляции жидкости по рядам труб.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коллекторы расположены на каждом из концов группы труб.
Более конкретно, теплообменник в соответствии с изобретением отличается 15 тем, что указано в отличительной части независимого пункта формулы изобретения.
В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Значительные преимущества достигаются с помощью вариантов применения и вариантов осуществления изобретения.
20 Настоящим изобретением предложен теплообменник, работающий при низких
температурах, в котором температура носителя, поступающего в первичный контур, т. е., например, контур, в котором носитель циркулирует под действием теплового насоса, составляет Tin = -5 "С...-3 °С, а температура носителя, поступающего во вторичный контур, составляет Tin = 2,0 °С...0,5 °С. При использовании полимерных
25 материалов, пластиков достигается высокая устойчивость к химическому воздействию, а соответствующая конструкция обеспечивает хорошую кольцевую жесткость так, что теплообменник может быть размещен, например, под землей. Устойчивость к химическому воздействию обеспечивает возможность передачи энергии в требуемых условиях в присутствии солей, кислот, углеводородов и
30 щелочей. Таким образом, теплообменник может быть размещен, например, в морской воде или в различных промышленных технических потоках, растворах и
жидкостях. Теплообменник особенно подходит для использования в качестве источника энергии теплонасосной системы - как для нагревания, так и для охлаждения. Полиолефины особенно хорошо подходят для применения в холодных условиях, поскольку конструкции, выполненные из них, в меньшей степени 5 подвержены обледенению.
В этой конструкции принимается во внимание возможность быстрой очистки/промывки. В оболочке корпуса теплообменника предпочтительно выполнена открываемая крышка, через которую может быть обеспечен доступ к внутренней части теплообменника и теплопередающим трубам для очистки и обслуживания. При
10 необходимости группа труб может быть с легкостью извлечена из корпуса для замены отдельных труб или рядов труб. Если важно осуществить ремонт максимально быстро, группа труб может быть просто извлечена и заменена новой. Эта особенность характеризуется особым преимуществом при изготовлении теплообменника, так как группа труб, используемая для теплопередачи, может быть
15 просто установлена в корпус сверху в виде готового собранного узла.
Свойства корпуса, собранного из профильных листов с выемками, могут быть изменены, путем заполнения выемок соответствующим наполнителем. Например, если требуется хорошая теплоизолирующая способность, выемки могут быть заполнены теплоизолирующим материалом. Если же необходимо компенсировать 20 выталкивающую силу плавучести, действующую на теплообменник, погруженный в грунтовые воды или в открытую воду, выемки также могут быть заполнены наполнителем, который тяжелее воды, например, бетоном. Внешняя форма оболочки может быть использована для закрепления теплообменника в земле.
В качестве отправной точки при проектировании теплообменника можно 25 использовать известные расчетные модели.
Далее рассмотрен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения с помощью примеров и со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен вид сбоку поперечного разреза теплообменника в соответствии с изобретением.
30 На фиг. 2 представлен вид со стороны первого конца теплообменника,
проиллюстрированного на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен вид сбоку теплообменника, проиллюстрированного на фиг. 1.
На фиг. 4 представлен вид со стороны второго конца теплообменника, проиллюстрированного на фиг. 1.
5 На фиг. 5 представлен вид сверху теплообменника, проиллюстрированного на
фиг. 1.
На фиг. 6 представлен вид со стороны торца группы труб теплообменника в соответствии с вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированным на фиг. 1.
10 На фиг. 7 представлен вид сбоку группы труб, проиллюстрированной на фиг. 6.
На фиг. 8 представлен вид сверху группы труб, проиллюстрированной на фиг. 6.
На фиг. 9 представлен вид в перспективном изображении группы труб, проиллюстрированной на фиг. 6.
На фиг. 10 представлен вид сбоку группы труб в увеличенном масштабе.
15 Теплообменник в соответствии с примером, представленным на фиг. 1,
выполнен из коробчатой оболочки, имеющей форму параллелепипеда и называемой здесь и далее "корпусом" 1. Корпус собран из прямоугольного профильного листа с выемками, из которого сформированы дно 2, концевые (торцевые) стенки 3, 4, боковые стенки 5, 6 и крышка 7 теплообменника. Дно 2, боковые стенки 5, 6 и крышка
20 7 параллельны и образуют длинные стороны корпуса, а своим направлением задают продольную ось корпуса. Профильный лист с выемками содержит выемки, в данном случае прямоугольные, разделенные перегородками, и две противоположные поверхности. Форму выемок можно легко изменять, и это важно, поскольку тем самым достигается легковесность конструкции с выемками при сохранении
25 относительной жесткости листа. Таким образом, жесткость и прочность материала достаточны для изготовления корпуса теплообменника. Корпус 1 собран над листом, образующим дно 2, так что концевые и боковые стенки 3, 4, 5, 6 прикреплены вертикально сверху дна 2 на малом расстоянии от краев дна 2. Таким образом, при размещении теплообменника в земле края дна 2 действуют в качестве якоря.
30 Концевые стенки 3, 4 и боковые стенки 5, 6 прикреплены, например, посредством
сварки, ко дну 2 и друг к другу по углам. Боковые стенки 5, 6 дополнительно поддерживаются вертикально при помощи вертикальных опор 8, проходящих поперек стенок, которые в данном случае имеют прямоугольное поперечное сечение и установлены под прямыми углами к выемкам стенок. В данном случае выемки 5 боковых стенок 5, 6 проходят горизонтально. К стенке при помощи крепежной пластины 10 прикреплена труба 9, установленная через вертикальные опоры 8 приблизительно в центре стенки и действующая как продольный элемент жесткости. Труба 9 может быть использована в качестве точки крепления при перемещении теплообменника, а также в качестве вертикального якоря, например, для 10 противодействия возможной выталкивающей силе грунтовых вод при погружении теплообменника в землю.
На стороне корпуса 1, противоположной дну 2, выполнена крышка 7. Выемки в крышке проходят поперек продольного направления корпуса, а на длинных сторонах крышки 7 на ее краях установлены элементы жесткости с прямоугольным
15 поперечным сечением. Кроме того, в крышке предусмотрены отверстия 11 для технического обслуживания/осмотра. Одним существенным признаком изобретения является то, что крышка 7 выполнена с возможностью закрытия верхней части корпуса с высокой точностью. Отверстие, закрываемое крышкой 7, в данном случае образовано прямоугольником, ограниченным боковыми стенками 5, 6 и концевыми
20 стенками. Поскольку группа 12 труб теплообменника должна устанавливаться внутри пространства, ограниченного стенками 5, 6 и концевыми стенками, она может проходить через ограниченное ими отверстие. Отверстие, закрываемое крышкой 7, должно быть достаточно большим и таким по форме, чтобы через него могла проходить группа 12 труб, предпочтительно с присоединенными к ней элементами.
25 Крышка 7 выполнена с возможностью закрытия этого отверстия. Когда теплообменник собран, готовую собранную группу труб поднимают и помещают через отверстие в корпус, в который ее в данном случае можно легко установить.
После сборки теплообменника крышка 7 может быть закреплена на месте на постоянной основе, например, посредством сварки, однако предпочтительно, чтобы 30 крышка была открываемой для облегчения очистки группы 12 труб на месте или извлечения коробчатого или контейнерообразного корпуса 1 с целью технического обслуживания или ремонта. Хотя в трубчатом теплообменнике имеются отверстия 11
для технического обслуживания, как в этом примере, группа 12 труб заполняет пространство внутри корпуса, и через отверстия 11 можно выполнить, главным образом, лишь осмотр, но не действия по техническому обслуживанию. Таким образом, предпочтительно прикреплять крышку 7 к оставшейся части корпуса 1 так, 5 чтобы крышка могла открываться. Для прикрепления крышки 7 могут быть использованы, например, болтовые соединения, шарнирные и замочные конструкции или, например, фиксирующие клинья. Само собой разумеется, соединение между крышкой 7 и корпусом 1 должно быть уплотнено или в силу конструкции, или с помощью уплотнения.
10 Оборудование корпуса 1 дополнительно содержит, например, соединения 13
для впуска и выпуска воды, расположенные на концевых стенках 3, 4 корпуса 1, а также прочие приспособления, напрямую не относящиеся к изобретению.
Внутри корпуса 1 установлена группа 12 труб, состоящая из теплообменного трубопровода, образованного из нескольких параллельных рядов 15 труб, собранных 15 из нескольких труб 14, расположенных друг над другом. Трубы, составляющие группу труб, параллельны продольной оси корпуса 1.
На фиг. 10 представлен вид сбоку одной такой группы труб. Каждая из труб 14, находящихся друг над другом, соединена своими концами с концом верхней или соответствующей нижней трубы с помощью реверсивного элемента 16, приваренного
20 встык или посредством электросварки, так что другой конец верхней трубы 17 и нижней трубы 18 открыт. Таким образом, сформирован длинный извилистый канал для жидкости, в котором направление перемещения жидкости всегда меняется на концах труб 14. Свободный открытый конец нижней трубы 18 каждого ряда 15 труб соединен с помощью соединительной трубы 19 с нижним коллектором 20, а
25 свободный открытый конец верхней трубы 17- с помощью соединительной трубы 21 с верхним коллектором 22. Ряды 15 труб расположены параллельно так, что открытые концы нижней и верхней труб 18, 17 одного ряда 15 труб расположены на одной стороне группы 12 труб, и в параллельных рядах труб все концы заблокированы реверсивным элементом 16 и открытыми концами на
30 противоположной стороне. Таким образом, каждый второй ряд 15 труб соединен с коллекторами 20, 22 на первом конце группы 12 труб, а каждый оставшийся ряд 15 труб, параллельный им, в свою очередь, соединен с коллекторами 20, 22 на другом
конце. Жидкость, циркулирующую в группе труб, подают в трубы 14 из коллекторов и удаляют после циркуляции через ряд 15 труб через второй коллектор. Каждый из коллекторов 20, 22 проходит через боковую стенку 5 или 6 корпуса 1, тем самым образуя впускное и выпускное соединения для циркулирующей жидкости. 5 Циркулирующая жидкость может представлять собой, например, обычно применяемую жидкость на основе этанола.
По длине группы 12 труб расположены семь прямоугольных отражательных пластин 23, которые при этом поддерживают группу труб и увеличивают их жесткость, а также, в свою очередь, увеличивают прочность корпуса 1.
10 Отражательные пластины предназначены для обеспечения перемешивания теплоносителя и, таким образом, максимально эффективной передачи тепла между теплоносителем, протекающим в трубах 15, и теплоносителем, окружающим их. Отражательные пластины 23 также поддерживают группу 12 теплопередающих труб на внутренней поверхности корпуса 1. При использовании прямоугольных
15 отражательных пластин 23, перекрывающих половину группы труб, расстояние между ними должно составлять по меньшей мере 1/5 от внутреннего размера корпуса и при этом по меньшей мере 50 мм. Максимальное расстояние не должно превышать внутренний размер корпуса 1, и когда отражательные пластины 23 выступают в качестве опорных пластин для теплопередающих труб, то необходимо
20 учитывать их механические напряжения, такие как прочность и колебания. Более подробные указания по конструкции теплообменника в этой связи содержатся в справочниках и руководствах по определению размеров в данной сфере.
Размеры теплообменника обуславливаются его применением. В качестве материала корпуса и других частей теплообменника предпочтительно использовать 25 полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен, ввиду их хороших свойств по предотвращению обледенения.
Материал для изготовления труб 14 в группе труб предпочтительно представляет собой материал, характеризующийся по существу такими же коэффициентом теплового расширения и устойчивостью к химическому 30 воздействию, как соответствующие свойства корпуса и других частей теплообменника. Указанные материалы из полиолефина являются одним предпочтительным примером. Форма поперечного сечения труб является
предпочтительно круглой для простоты изготовления, но она также может быть квадратной либо овальной, или же трубы могут иметь продольное либо поперечное оребрение или прочие выступы на внутренней и/или наружной поверхностях для увеличения площади поверхности теплопередачи. Форму трубного профиля можно 5 выбирать свободно, но в соответствии с технологией производства простейшим является изготовление профиля стандартной формы в продольном направлении. Если теплоноситель легко загрязняется, то предпочтительно, чтобы поверхность трубного профиля была гладкой, а внутренняя поверхность профиля может быть соответствующим образом обработана или покрыта веществом, препятствующим
10 загрязнению. Кроме того, предпочтительно, чтобы внутренняя поверхность трубного профиля также была гладкой для минимизации потерь давления. Безусловно, если того требуют условия работы, может быть предусмотрено изготовление трубного профиля из композиционного материала, содержащего два или более слоев. В слоистой структуре композиционных труб слои могут содержать одинаковый
15 материал или разные материалы. Одним примером является металлопластиковая композиционная труба, а другим примером являются армированные пластиковые трубы, в которых внутренний и наружный слои обычно выполнены из пропитанного смолой материала, между которыми расположен армирующий слой для увеличения прочности конструкции.
20 Пластиковые материалы обычно характеризуются высокой устойчивостью к
химическому воздействию, поэтому теплообменники, в конструкции которых они использованы, можно эксплуатировать в химически агрессивных условиях, в которых, например, выбор материалов ограничен содержанием солей и величиной рН.
25 Количество труб 14 теплопередающей группы 12 труб и место их расположения
внутри корпуса 1 можно изменять. Однако для достаточной теплопроводности теплообменника рядов 15 труб должно быть несколько, по меньшей мере более 5 и предпочтительно более 10. Количество траекторий обуславливается размером теплообменника. В соответствии с основным правилом расстояние между
30 наружными стенками теплопередающих труб должно составлять по меньшей мере 0,25 от диаметра трубы.
Жидкость вторичного контура в соответствии с изобретением представляет собой предпочтительно воду, которая может являться морской водой, пресной водой, сточными водами или промышленной технической водой. Жидкость первичного контура также может представлять собой воду, особенно при 5 использовании теплообменника в качестве охладителя. При использовании теплообменника с тепловым насосом или другим устройством, в котором циркулирует хладагент, само собой разумеется, необходимо использовать хладагент, соответствующий преследуемой цели. Пригодность хладагента обуславливается используемым устройством.
10 В соответствии с объемом изобретения также могут быть предусмотрены
решения, отличные от вышеописанных вариантов осуществления изобретения. Например, может быть предусмотрено, что поперечное сечение корпуса 1 имеет прямоугольную, цилиндрическую, многоугольную или иную форму. Однако наибольшей дешевизной изготовления характеризуется прямоугольная форма,
15 обеспечивающая достаточную жесткость при воздействии внешней нагрузки.
Основные компоненты теплообменника предпочтительно выполнены из полиолефиновых пластиков, но, разумеется, при необходимости могут быть использованы другие материалы, например, уплотнения, винты, болты, шарнирные пальцы и тому подобное, выполненные из стали, без изменения сущности 20 изобретения.
Одним из преимущественных альтернативных вариантов применения касательно корпуса является вышеупомянутый профильный лист с выемками. При использовании в качестве материала изготовления только свариваемого пластика теплообменник может быть изготовлен преимущественно путем сварки. При 25 применении разных материалов и невозможности выполнения сварки могут быть использованы другие альтернативные конструкции, такие как фланцевые соединения.
Вместо профильного листа с выемками по меньшей мере на одной стороне могут быть использованы сплошные профильные листы. В соответствии с одним 30 вариантом осуществления изобретения весь корпус 1 (т. е. оболочка) теплообменника выполнен из таких профильных листов. Толщина их стенок обычно
составляет приблизительно 10-200 мм, предпочтительно приблизительно 20100 мм.
Пластиковые материалы могут быть смешаны с сажей, графитом, тальком, литием, магнетитом, сульфатом бария и добавками металлических производных.
5 Теплообменники в соответствии с настоящей технологией изготавливают, в
основном, для применения в промышленном масштабе. Таким образом, длина одного теплообменника обычно составляет приблизительно 500-10 000 мм, предпочтительно приблизительно 1000-7500 мм, наиболее предпочтительно приблизительно 1000-5000 мм; а ширина составляет приблизительно 100-5000 мм, 10 предпочтительно приблизительно 250-3000 мм, и высота составляет приблизительно 100-5000 мм, предпочтительно приблизительно 500-3000 мм.
Диаметр теплопередающих труб теплообменников обычно составляет приблизительно 10-500 мм, предпочтительно приблизительно 25-300 мм, наиболее предпочтительно приблизительно 30-200 мм. Количество теплопередающих труб в 15 теплообменнике составляет приблизительно 10-200, предпочтительно 10-100.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
корпус
дно
3,4
концевые стенки
5,6
боковые стенки
крышка
вертикальные опоры
труба
крепежная пластина
отверстия для технического обслуживания/осмотра
группа труб
соединения для впуска и выпуска воды
трубы
параллельные ряды труб
разворачивающиеся элементы
верхняя труба
нижняя труба
19, 21
соединительная труба
20, 22 коллектор
отражательная пластина
ПУБЛИКАЦИИ, ПРИВЕДЕННЫЕ В КАЧЕСТВЕ ССЫЛКИ
WO 201167457
CN2715090
US 3 426841
DE 10 2010 000421
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Теплообменник для низких температур, содержащий:
- корпус (1),
- группу (12) труб, установленную внутри корпуса, для циркуляции первого 5 теплоносителя в теплообменнике, соединения (20, 22) для направления
теплоносителя в группу (12) труб и из группы труб,
- отверстие, выполненное по меньшей мере в одной длинной стороне (7) корпуса (1), которое выполнено достаточно большим по размеру для обеспечения возможности установки группы (12) труб, образующей по меньшей мере один контур 10 теплообменника, через указанное отверстие внутрь корпуса (1),
- крышку (7), выполненную с возможностью закрытия отверстия, и
- соединение (13) для направления теплоносителя внутрь корпуса, отличающийся тем, что
- корпус (1) теплообменника выполнен из плоского профильного листа, 15 - по меньшей мере корпус выполнен из пластикового материала, и
- теплообменник содержит соединение (13) для направления теплоносителя из корпуса.
2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что группа труб сформирована из трубных профилей, выполненных из пластикового материала.
20 3. Теплообменник по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус (1) и
трубные профили выполнены из полиолефинов, таких как полиэтилен или полипропилен или их сочетание.
4. Теплообменник по п. 1 или 2, отличающийся тем, что крышка (7) является открываемой.
25 5. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов,
отличающийся тем, что корпус (1) теплообменника выполнен из плоского профильного листа с выемками.
6. Теплообменник по п. 5, отличающийся тем, что выемки профильных
листов с выемками заполнены, по меньшей мере частично, наполнителем, например,
теплоизолирующим веществом или веществом, которое тяжелее воды.
7. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов,
5 отличающийся тем, что на поверхности профилей труб (14) выполнены выступы по
меньшей мере в одной группе (12) труб.
8. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов,
отличающийся тем, что внутренняя поверхность труб (14) группы (12) труб является
гладкой.
10 9. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов,
отличающийся тем, что по меньшей мере внутренняя поверхность труб (14) группы (12) труб покрыта или смешана с веществом, препятствующим загрязнению.
10. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной длинной стороне корпуса (1)
15 установлен продольный элемент (9) жесткости.
11. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна группа (12) труб теплообменника содержит параллельные ряды (15) труб, состоящие по меньшей мере из двух удлиненных труб (14), расположенных друг над другом, причем трубы (14, 17, 18),
20 расположенные друг над другом, поочередно соединены на своих концах для формирования канала для жидкости.
12. Теплообменник по п. 11, отличающийся тем, что параллельные ряды (15) труб соединены с двумя коллекторами (20, 22), через которые обеспечена возможность циркуляции жидкости по рядам (15) труб.
25 13. Теплообменник по п. 11 или 12, отличающийся тем, что коллекторы
(20, 22) расположены на обоих концах группы (12) труб, и параллельные ряды (15) труб соединены поочередно с коллекторами (20, 22) на разных концах.
14. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что корпус (1) содержит нижнюю пластину (2), которая шире по
меньшей мере в одном направлении, чем оболочка, выполненная над нижней пластиной (2) корпуса (1).
15. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из свариваемого полимерного 5 материала.
Фиг. 5
Фиг. 6
(19)
(19)
(19)
1 4