Энергоэффективные малогабаритные теплообменники из пористых теплопроводных материалов

После успешного повышения уровней термических сопротивлений ограждающих конструкций зданий во многих случаях расходы теплоты на вентиляцию помещений достигли аналогичных показателей на отопление в холодное время года. Поэтому разработка новых эффективных теплообменников-утилизаторов небольших размеров приобретает особое значение. Появление новых высокопористых теплопроводных материалов (медь, алюминий и т. п.) позволяет создавать высокоэффективные тонкие (в несколько сантиметров) теплообменники. Как следует из уровня техники, к высокопористым материалам относятся пористопроницаемые структуры, имеющие открытую пористость (суммарной площадью поверхности пор по отношению к гладкой поверхности более 50 %). Одним из основных условий качественного использования подобных высокопористых теплопроводных материалов является быстрое и без существенного увеличения фильтрационного сопротивления удаление конденсата за пределы теплообменной зоны. Тепловой расчет таких теплообменников основан на критериях Фурье (Fu) и Предводителева (Рd). Рассмотрены различные способы использования высокопористых теплопроводных материалов в конструкции теплообменников. Представлен способ изготовления теплообменника, основанный на применении в каналах теплообменной части рекуперативных теплопередающих устройств пористопроницаемого материала, отличие которого в том, что теплообменную часть выполняют из двух или более параллельных теплообменных пластин с промежутками между ними. Установлено, что значительное повышение энергоэффективности теплообменников подобного типа возможно путем применения даже небольших разрывов теплопроводных слоев высокопористых материалов для использования особенностей повышенного теплообмена начальных участков с протекающим флюидом. Одним из основных достоинств применения теплообменников типа «воздух – воздух» из вспененного высокотеплопроводного материала в климатических условиях Беларуси является стойкость против замерзания.

1. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 2 ч. / под ред. И. Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1975. Ч. 2: Вентиляция и кондиционирование воздуха. 512 с.

2. Пехович, А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехович, В. М. Жидких. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1976. 351 с.

3. Способ изготовления теплообменника: пат. Респ. Беларусь № 14784 / С. Н. Осипов, В. М. Пилипенко. Опубл. 30.10.2011.

4. Способ интенсификации теплообмена: Евразийс. пат. № 018264 / С. Н. Осипов, В. М. Пилипенко. Опубл. 30.06.2011.

5. Исаченко, В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. М.: Энергоиздат, 1981. 417 с.

6. Способ интенсификации теплообмена и теплопередачи в рекуперативных теплопередающих устройствах за счет механизации каналов их трактов: пат. Рос. Федерации № 93025782 / В. П. Горда. Опубл. 27.10.1996.

7. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.

8. Энциклопедический словарь / под ред. Б. А. Введенского. М.: Большая совет. энцикл., 1954. Т. 2. 720 с.

9. Пехович, А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехович. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1968. 304 с.

10. Богословский, В. Н. Строительная теплофизика / В. Н. Богословский. М.: Высш. шк., 1982. 416 с.