Рекуператор пластинчатый принцип работы: Пластинчатый рекуператор воздуха. Описание и свойства.

Пластинчатый рекуператор воздуха. Описание и свойства.

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ НА ПОДБОР ПЛАСТИНЧАТОГО РЕКУПЕРАТОРА

Пластинчатый рекуператор – это один из видов рекуператоров воздуха. Принцип работы пластинчатого рекуператора заключается в передаче тепла от теплого, вытягиваемого из помещения, воздуха – подаваемому холодному. Говоря простым языком воздух из вытяжки передает тепло приточному воздуху с улицы. Происходит это засчет пересечения потоков воздуха в специальном пластинчатом рекуператоре. Пластинчатым он называется из-за схемы разделения потоков воздуха. В пластинчатом рекуператоре потоки воздуха разделяются пластинами из теплопроводящего материала. Самые популярные материалы для пластинчатых рекуператоров – это алюминий, пластик, нержавеющая сталь и бумага.

Алюминиевый теплообменник хорош тем, что алюминий имеет очень высокий коэффициент теплопередачи и при этом является “гигиеничным” металлом. Никакой коррозии и никаких запахов! Это очень хороший материал для высоконапорных систем рекуперации. Алюминиевые пластинчатые рекуператоры подходят для использования в бытовых и промышленных системах вентиляции с рекуперацией. Это самые популярные теплообменники.

Пластиковый теплообменник рекуператора ничем не уступает алюминиевому, но так же имеет  более низкий вес и стоимость, если говорить о небольших по производительности рекуператорах.

Используются пластиковые пластинчатые рекуператоры исключительно в бытовых приточно-вытяжных установках с рекуперацией, т.к. для промышленных рекуператоров необходимы большие размеры теплообменников и производство пластиковых рекуператоров таких размеров слишком затратно.

Рекуператоры из нержавейки (нержавеющей стали) – довольно эксклюзивный вид пластинчатых рекуператоров, но крайне необходимый. Такие теплообменники используются в агрессивных средах и в системах рекуперации повышенных температур. Химические, фармацевтические, пищевые и многие другие производства, а так же температуры выходящего потока газов до 1500 С вынуждают использовать именно нержавеющую сталь в качестве материала пластин рекуператора.

Бумажный теплообменник рекуператора – очень редкий, но очень эффективный вид материала для создания рекуператора.

Некоторые виды рекуператоров помимо возврата тепла – возвращают в помещение еще и влагу за счет своей структуры, позволяющей бумаге намокать, но не пропускать воздух.

Все дело в том, что в рекуперации есть два вида тепла: Явное тепло и скрытое.

Явное тепло в рекуператоре – это тепло, отдаваемое воздухом при рекуперации.

Скрытое тепло – это тепло, которое выделяется при конденсации влаги и смене агрегатного состояния из газообразного в жидкое.

Хотелось бы отметить, что именно скрытое тепло воздуха является основополагающим при подсчете производительности рекуператора. В воздухе содержится лишь 10-25% тепла, которое передается от вытяжного воздуха – приточному. Все остальное тепло содержится в влаге. И чем больше влажность воздуха, тем больше тепла он может отдать более холодному предмету (в данном случае стенке пластинчатого рекуператора, за которой находится ледяной приточный воздух)

Итак, мы разобрали какие бывают пластинчатые рекуператоры. Надеемся что это поможет Вам с правильным выбором рекуператора. А если Вы не можете определиться или Вам нужна дополнительная информация – звоните или пишите нам на почту. Контакты указаны чуть ниже.

 

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ НА ПОДБОР ПЛАСТИНЧАТОГО РЕКУПЕРАТОРА

обзор устройства и области применения

Автор Евгений Апрелев На чтение 6 мин Просмотров 5.1к.

Одним из основных аспектов создания энергоэффективной системы обогрева и вентиляции зданий и сооружений, является решение проблемы подогрева поступающего воздуха и сведение к минимуму потерь тепла при удалении воздуха отработанного. Для обеспечения процесса передачи тепла от удаляемого воздуха приточному предназначены специальные агрегаты, называемый рекуператорами. Рассмотрим основные виды, принципы действия и условия применения такого рода устройств.

Рекуператоры подразделяются на два больших класса, в зависимости от конструктивного строения и принципа действия – пластинчатые и роторные. Каждый из них обладает как своими преимуществами, так и недостатками. В зависимости от характеристик помещения и условий использования, может применяться роторный или пластинчатый рекуператор. Остановимся более подробно на устройстве и принципе действия последнего.

Энергоэффективная система, берегущая тепло

Пластинчатый рекуператор представляет собой кассету, называемую блоком или теплообменником, оснащенную множеством тонких листов, которые могут быть выполнены из различных материалов: оцинкованной стали, алюминиевой фольги, пластика или специальной бумаги. Листы могут быть как гладкими, так и гофрированными.

Помимо материала, из которого выполнены элементы теплообменника, рекуператоры отличаются и по направлению воздушных потоков. В наиболее распространенном перекрестноточном типе рекуператоров потоки приточного и исходящего воздуха идут перпендикулярно друг другу, а в противоточном – в противоположных направлениях. Это связано с тем, что для эффективного обмена теплом потоки, в идеале, не должны соприкасаться друг с другом и перемешиваться.

Используя такой принцип работы, пластинчатый рекуператор обеспечивает бесперебойный подогрев входящего воздуха в холодное время года и сводит к практическому минимуму тот распространенный эффект вентиляционно-обогревательных систем, который принято называть «обогревом улицы». Что и является главной особенностью так называемых энергоэффективных систем.

Рекуператоры, в отличие от обычных систем вентилирования воздуха, способны не только достаточно успешно выполнять функции теплообмена, но и бороться с неприятными запахами, а отдельные виды позволяют справляться с повышенной влажностью помещения. Если вы не готовы приобретать пластинчатый рекуператор, вы можете попробовать изготовить его самостоятельно по данной инструкции.

Основные компоненты рекуперационной системы

В состав рекуперационной системы входит, помимо основного блока с пластинами и вентилятор. Кроме того, рекуператоры оснащаются:

• Системой отвода конденсата, неизбежно образующегося на пластинах, дабы избежать попадания воды в воздушный канал или образования в нем наледи. Такой конденсатосборник обязательно оборудуется водяным затвором, блокирующим работу вентилятора в случае появления избыточного количества влаги.
• В качестве устройства, регулирующего интенсивность воздушных потоков, используется специальный перепускной клапан. Важной конструктивной особенностью такого клапана и пластинчатого рекуператора является полное отсутствие подвижных деталей.

Как уже говорилось выше, теплообменники пластинчатого рекуператора могут быть выполнены из различных материалов. Каждый из них обладает своими свойствами, достоинствами и недостатками.

Попробуем сравнить их между собой:

1. Алюминиевые пластины или теплообменники из оцинкованной стали. Такие системы пользуются достаточно высокой популярностью из-за своей относительно невысокой стоимости. Однако, такой пластинчатый рекуператор обладает сравнительно невысоким КПД, поскольку регулярно нуждается в использовании режима оттаивания.
2. Пластиковые теплообменники обладают более высоким коэффициентом полезного действия и эффективность, но и стоят значительно дороже.
3. Пластины из специальной бумаги также отличаются высокой эффективностью, но такие теплообменники нельзя применять в помещениях с высоким уровнем влажности (бассейны, автомойки, некоторые промышленные помещения), поскольку конденсат довольно легко преодолевает стенки кассеты.
4. Используются также и рекуператоры с двойной бумажной кассетой. Их КПД существенно выше, за счет дополнительного прогрева воздуха, но, все же, они также боятся большого уровня влажности воздуха.

Преимущества и недостатки

Как уже упоминалось выше, пластинчатый рекуператор воздуха обладает рядом несомненных преимуществ перед обычными вентиляционными системами.

Основными из них являются следующие:

• Высокая энергоэффективность, выражающаяся в минимальном уровне потери тепла.
• Возможность обогрева входящего воздуха в холодное или сырое время года.
• Минимальное энергопотребление при высоком коэффициенте полезного действия (от 40 до 80%).
• Отсутствие подвижных деталей существенно облегчает обслуживание системы и продлевает ее рабочий ресурс и долговечность. Остается лишь следить за тем, чтобы система не засорилась.
• Компактность всей системы, позволяющая монтировать ее практически в любых условиях.
• Легкость модернизации. В зависимости от задач, мощность и эффективность такого агрегата можно легко увеличить или уменьшить добавив или изъяв пластины.

Правда, любой пластинчатый рекуператор имеет и один достаточно большой недостаток: необходимость дефростации (очистки от образовавшейся на кассете наледи) в холодное время года. Использование недостаточно качественного теплоносителя приводит к быстрому и обильному засорению системы. И если в обычных случаях чистка не представляет собой какой-либо проблемы, то при сильном засоре порой приходится потратить немало денежных средств и времени.

Сферы применения. Пластинчатый или роторный?

Несмотря на то что помимо пластинчатых или роторных рекуператоров, используются и другие конструктивные типы, два вышеназванные являются наиболее распространенными и популярными. Чтобы определиться с выбором типа устройства, необходимо учитывать не только стоимость системы, но и ее технические характеристики, а также условия, в которых она будет применяться.

Пластинчатые рекуператоры, имеющие невысокую цену, обладающие простотой в монтаже и обслуживании, имеют, по сравнению с роторными аналогами, ощутимо меньшую мощность и более низкий КПД. Что делает их малоэффективными для создания систем теплообмена на больших площадях. Кроме того, им противопоказаны помещения с высокой влажностью.

Поэтому пластинчатые рекуператоры используются для оборудования тепловентиляционных систем в загородных домах и на объектах индивидуального жилищного строительства, в офисных или административных помещениях, на небольших промышленных и складских площадях.

В случаях, когда система теплообмена должна охватывать достаточно обширные пространства – большие цеха, крупные жилые или административные здания и сооружения, другие просторные помещения, а также помещения, характеризующиеся повышенной влажностью или избыточно сухим воздухом, целесообразнее использовать рекуператоры роторного типа. Они более мощные, у них заметно выше уровень КПД, неприхотливы к условиям эксплуатации. Такой рекуператор, помимо выполнения функций вентиляции и теплообмена может использоваться и как осушитель. Но, взамен, они имеют гораздо более сложную конструкцию, высокую стоимость и нуждаются в регулярном техническом осмотре и обслуживании.

Области применения рекуператоров различных видов и типов отнюдь не ограничиваются созданием энергоэффективных вентиляционных систем в жилых и производственных зданиях и сооружениях. Агрегаты и системы подобного рода нашли достаточно широкое применение в промышленности и используются в различных производственных и технологических процессах, применяемых в самых разнообразных отраслях.

Пластинчатый рекуператор принцип работы SDU-300

В наш век сильно подорожавших энергоресурсов здравомыслящие люди стремятся строить только хорошо утеплённые энергосберегающие дома. Такое удорожание дома на начальном этапе полностью оправдано, так как человек в дальнейшем и на всю оставшуюся жизнь получает минимальный и необременительный расходы на проживание в таком доме. Но качественно утепленный дом требует также выведения влажности и возобновление содержания кислорода.

Каждую долгую зиму из года в год невозможно обойтись без вентиляции. Реальность в нашем климате заключается в том, что с удаляемым воздухом мы теряем и достаточно большое количество тепла, которое так или иначе приходится потом восполнять. Существующие на рынке вентиляционные системы рекуператоры, несмотря на достаточно высокую эффективность не решает полностью эту проблему. Так как по законам обычной школьной физики просто неспособны нагреть уличный зимний воздух до комфортной температуры дома без дополнительных затрат.

Поэтому сегодня наш рассказ о уникальной разработке Усть-Каменогорского завода тепловых насосов рекуператоре, который благодаря встроенному и очень высокоэффективному инверторному тепловому насосу воздух-воздух позволяет не только вообще ничего не терять на вентиляции дома, но и без дополнительных затрат получать тепло(холод) окружающей среды. Самая маленькая модель ПВУ- SDAR-300 выдает до 4 кВт*час бесплатного тепла которое наш инверторный тепловой насос легко извлекает из удаляемого из дома отработанного воздуха. Конструкция хорошо отработана является простой и максимально эффективной. Посредине находится пластинчатый теплообменник, который легко извлекается для промывки как и фильтры.

Используются качественные и отнюдь не самые дешевые комплектующие, это касается как самого пластинчатого рекуператора так и комплектующих, встроенного DC инверторного теплового насоса воздух-воздух. Используются самый высокоэффективный инверторный DC компрессор Mitsubishi Electric. Комплектующие лучших зарубежных фирм, надежные и тихие в работе вентиляторы, имеющие ступенчатую регулировку производительности. Передовые Электронно Расширительные Вентили Danfoss «Данфосс Дзержинск» и других именитых мировых производителей. Которые всегда поддерживают работу теплового насоса на предельной и максимально возможной эффективности.

Рассмотрим работу младшей нашей бытовой машинки с производительностью 300 кубических метров. Мощности которой как правило бывает вполне достаточно для среднего дома до 200 квадратных метров. Конечная выходная тепловая (холодильная) мощность зависит от разности температур на которой работает ТН до 4 киловатт при сетевом потребление всего рекуператора от 502 вт.

Включенный в работы рекуператор показывает сейчас 2,17 ампера это где-то 500 Вт. Пользователь может отслеживать работу на контроллере и выставлять требуемую температуру воздуха. Чтобы «спровоцировать» его в работу выставляем на 27 °C уличный воздух, входящий в дом у нас 16 °C подогретый воздух сейчас 27 °C выбрасываемый воздух на улицу сейчас 9 °C. С одной стороны ПВУ подключается свежий воздух с улицы и удаляемый из дома, с другой забираемый воздух из дома и подготовленный к подаче через систему вентиляционных каналов в дом.

Устанавливается ПВУ рекуператор в чердачном помещении под крышей или в кармане.

Пластинчатые и мембранные рекуператоры — назначение, принцип работы, выбор

Вместе с застоявшимся внутренним воздухом система вентиляции выбрасывает на улицу энергию, которая была затрачена на его нагрев или охлаждение. Рекуперация позволяет это исправить.

Современные рекуператоры вентиляционных систем обеспечивают охлаждение или нагрев приточного потока воздуха за счет вытяжного. Некоторые модели, например, мембранный рекуператор, способны так же менять влажность забираемого воздуха.

Как работает?

Назначение рекуператора заключается в том, чтобы организовать обмен определенным видом энергии (тепловой) между выходящим потоком вещества и входящим. Бытовые воздушные рекуператоры нагревают приточный поток за счет тепла вытяжного потока, либо заставляют приточный поток отдать тепло вытяжному, если перед нами стоит задача охлаждения. Так как сам процесс рекуперации протекает без дополнительных затрат энергии (за счет прямого теплообмена), он позволяет снизить расходы на отопление или кондиционирование.

Разобравшись, что такое рекуператор, для чего нужен, и чем хорош, рассмотрим подробнее наиболее популярную схему.

Какие бывают?

Существует несколько типов рекуператоров, отличие между которыми заключается в конструкционных особенностях организации теплообмена. Данные особенности напрямую влияют на:

• эффективность рекуперации;
• максимальную мощность воздушного потока, с которой может работать система;
• стоимость оборудования;
• величину экономии энергии.

Выбор рекуператора зависит от бюджетных ограничений, особенностей системы вентиляции, параметров помещения, наличия систем обогрева и кондиционирования и требований к влажности воздуха.

Особенности пластинчатых устройств

Пластинчатая схема – это практически идеальный рекуператор для коттеджа. Причина в простоте конструкции и низкой стоимости. Рекуператор представляет собой блок с теплообменными пластинами, куда последовательно подается вытяжной и приточный поток рабочего вещества. Сначала, вытяжной поток нагревает или охлаждает пластины. Затем от пластин нагревается или охлаждается приточный поток.

Расчет пластинчатого рекуператора зависит от следующих факторов:

• объем рабочей камеры;
• количество пластин;
• материал пластин;
• время циркуляции вещества в камере;
• мощность приточного и вытяжного потока.

Кстати, расчет трубчатого рекуператора опирается на те же параметры, только вместо пластин – трубки.

Эффективность теплообмена напрямую зависит от количества пластин, материала их изготовления и времени циркуляции вещества в камере.

Потоки воздуха могут нагнетаться в камеру по-разному. Например, перекрестно точный рекуператор подает потоки перпендикулярно, а противоточный – в противоположных направлениях.

У данной конструкции есть несколько негативных черт:

1. Эффективность теплообмена пластинчатых рекуператоров низка относительно других типов. КПД составляет 40-60%. Для повышения эффективности приходится увеличивать размеры камеры, устанавливать больше пластин и увеличивать время теплообмена, что не всегда возможно или целесообразно.
2. Так как пластины охлаждаются при заборе тепла, на них остается конденсат. В результате происходит обмерзание пластинчатого рекуператора, если его рабочая камера расположена вне помещения. Обмерзание рекуператора приводит к резкому снижению эффективности работы. Как правило, схема автоматизации СКВ с рекуператором тепла подразумевает автоматическое снижение интенсивности забора воздуха до оттаивания пластин. Бороться с этим явлением можно путем размещения активной камеры рекуператора внутри помещения, установкой системы подогрева пластин (расход энергии), установка системы отвода конденсата (усложнение).

Усовершенствования конструкции

Существуют продвинутые типы пластинчатых рекуператоров, например, с применением теплоносителя или мембранного типа.

В первом случае речь идет о том, что теплообмен между потоками и пластинами усиливается за счет использования теплоносителя. Такие варианты часто используются для нагрева воды. Принцип пластинчатого паяного рекуператора воды и фреона во многом аналогичен работе теплового насоса.

Рекуператор мембранного типа отличается использованием пластин из специальных материалов (мембраны). Помимо более эффективного теплообмена (КПД 75-90%), мембраны обеспечивают так же придание приточному воздуху требуемой влажности.

Рекуператоры тепла в приточно-вытяжных установках.

Рекуператоры тепла в приточно-вытяжных установках.

Само слово «рекуперация» в переводе с латинского означает возврат или обратное получение, сбережение, что касается воздуха, то подразумевается сбережение тепловой энергии, которая перемещается с воздухом через систему вентиляции. Устройство уравновешивает температуру двух потоков воздуха. Принцип работы основан на теплообмене двух встречных потоков приточного и вытяжного воздуха с разной температурой, и за счет этого происходит выравнивание температуры воздуха. Основное назначение рекуператора – это утилизация тепла, снижение расходов на энергоносители, так как он эффективно сокращает потери тепла. Система рекуперации в вентиляционной системе способна сохранять от 60 до 95% тепла, выбрасываемого из помещения с вытяжным воздухом, при этом тепловая энергия используется повторно в том же технологическом процессе.
Мы рассмотрим разновидности рекуператоров, которые применяются в наших вентиляционных установках.

Пластинчатые рекуператоры
Самый распространенный тип рекуператоров – пластинчатый, так как имеет невысокую стоимость и достаточно высокую эффективность. Состоит из пластин меди или алюминия, пластика или очень прочной целлюлозы. Принцип работы основан на том, что уходящий вытяжной воздух отдает тепло пластине с одной стороны, а она, в свою очередь, отдает тепло потоку приточного воздуха. Таким образом, уменьшаются затраты на нагрев подаваемого воздуха в помещение. Эффективность теплоутилизации может достигать 93%. Изолированные друг от друга потоки приточного и вытяжного воздуха позволяют применять этот вид теплоутилизаторов в помещениях, содержащих в вытяжном воздухе запахи или вредные выбросы.

Вытяжной воздух может содержать большое количество влаги, тогда при работе рекуператора неизбежно образование конденсата, который удаляется в поддон и имеет отвод. В холодное время при уличной температуре воздуха ниже -15С существует вероятность нарастания «шубы» или обледенения рекуператора. Чтобы этого избежать, производителями предусматривается преднагреватель (устанавливается перед рекуператором). По такому принципу, например, работают установки VENUS или DAPHNE , которые имеют уже встроенный электрический преднагреватель для эффективной работы установки в зимнее время.
Также защиту рекуператора от замерзания обеспечивают с помощью автоматики вентиляционной установки, она настраивается таким образом, чтобы автоматически снижать скорость приточного вентилятора, пока система рекуперации не оттает.

Пластинчатые рекуператоры имеют два типа исполнения:

Перекрестноточные рекуператоры — где движение приточного потока воздуха
и вытяжного перпендикулярны по отношению друг к другу. Они имеют эффективность до 70%. Такие типы рекуператоров применяется в итальянской установках RKE

Противоточные  рекуператоры – где вытяжка и приток движутся в противоположных направлениях, КПД рекуператора противоточного типа доходит до 93%. Такой тип рекуператоров применяется во многих приточно-вытяжных установках, который мы предлагаем. Например, установка ALFA 95 или ALFA 95 FLAT имеют алюминиевый противоточный рекуператор и также автоматически управляемы байпас, который защищает рекуператор от обледенения при низких температурах уличного воздуха.

Роторный рекуператор
Наиболее эффективный вид теплоутилизаторов. Представляет собой барабан, имеющий ячеистую структуру. Принцип работы: вытяжной теплый воздух проходит через ячейки и отдает им свое тепло. Барабан поворачивается и попадает в струю приточного воздуха, который нагревается, проходя через ячейки теплообменника. Эффективность рекуперации можно регулировать путем изменения оборотов скорости вращения ротора. КПД таких рекуператоров достигает 90%. Важно отметить, что такой тип рекуперации нельзя применять в помещениях с вредными выбросами, так как происходит частичное смешивание приточного и вытяжного воздуха. Мы предлагаем компактные установки с таким типом рекуператора – это ALFA 85 и RLI –одна из самых энергоэффективных установок еще и благодаря энергосберегающим вентиляторам ETALINE.

Гликолевые рекуператоры
Представляют собой два теплообменника находящихся в приточной и вытяжной камерах. Теплообменники соединяются трубами, по которым циркулирует смесь этилен или пропиленгликоля с водой. Циркуляцию обеспечивает насос. Вытяжной воздух нагревает смесь в теплообменнике вытяжки, которая затем поступает в теплообменник приточной установки, где и отдает свое тепло приточному воздуху. Такие рекуператоры применяются в помещениях, где конструктивное исполнение приточно-вытяжной установки в виде единого блока невозможно, когда не хватает места в вентиляционной камере, либо в производственных помещениях, где притоки вытяжка должны находится в разных местах. Эффективность таких рекуператоров достигает 60-70%. Поставляются такие рекуператоры в установках Lufberg серии LS-LR, подбираемых по программе, под определенный заданный расход воздуха, процентное содержание гликоля и требования по температуре воздуха помещения.

Динамические рекуператоры
В системе с динамической рекуперацией применяется принцип работы холодильной машины. Холодильный контур устанавливается в приточную и вытяжную часть установки, чтобы передавать тепло от приточного воздуха к вытяжному и наоборот. Тепловой насос – это традиционный холодильный контур с расширительным клапаном, компрессором, испарителем, конденсатором, которые располагаются отдельно в вытяжном и приточном воздуховодах. В системе имеется 4-ходовой перепускной клапан, который обеспечивает попеременное направление работы хладагента в зависимости от сезона. Принцип работы основан на физических процессах, происходящих с фреоном. В летний период холодильный контур работает в режиме охлаждения. Воздух, подаваемый в помещение с улицы, охлаждается в испарителе. Тепло сбрасывается в конденсатор, установленный в вытяжной линии. В холодное время года контур переводится в режим теплового насоса, и с помощью 4-ходового клапана парообразный фреон направляется в теплообменник, исполняющий роль конденсатора. Воздух, забираемый с улицы, нагревается за счет тепла, выделяемого при конденсации фреона, и подается в помещение.
Такой принцип работы встречается в установках RFM, HPX, HPR , HPS. Каждая из этих установок имеет свой встроенный рекуператор пластинчатый или роторный, но в дополнение оснащена встроенной холодильной машиной (тепловым насосом). Благодаря этому установки имеет высокую эффективность рекуперации до 90%.

Любой рекуператор в вентиляционной системе значительно снижает затраты на электроэнергию при нагреве приточного воздуха. Рассчитывая проект вентиляции с рекуператором нужно учитывать площадь помещения, влажность и назначение, а также КПД подобранной установки при данном расходе воздуха и температуре уличного и подаваемого воздуха, от которого будет зависеть качество вентиляции всего объекта.
Мы предлагаем вам обратиться к нам для правильного и грамотного подбора приточно-вытяжной системы с рекуперацией. Наши специалисты сделают расчет и предоставят все технические параметры выбранной установки, и вы достоверно сможете убедиться в эффективности работы системы вентиляции при заданных вами условиях.

Рекуператор пластинчатый или роторный — сравнение

Рекуператор роторный — специальный прибор, который применяют для вентиляции воздуха в домах, офисных помещениях. Принцип работы приборов состоит в следующем: холодный поток воздуха, поступающий с вешней стороны помещений, греется воздухом, который из комнаты образуется с помощью рекуператора. Такой же принцип применяется летом, теплый воздух с внешней стороны помещения охлаждается потоком воздуха из комнаты. Рекуператоры позволяют экономить электроэнергию. Приборы делятся на: роторные, пластинчатые. Роторный — оборудован специальным теплообменником, он может вращаться во время эксплуатации. Устройство имеет 2 элемента: вытяжной, приточный. Во время работы прибора: воздух нагревается, затем охлаждается, образуется конденсат.

Плюсы роторных рекуператоров:

• компактные приборы — данный показатель имеет важное значение, при установке прибора в маленьком помещении, устройства не уменьшают пространство;

• устройство регулируется, в нем можно регулировать скорость вращения элемента, это дает возможность регулировать подачу воздуха;

• эффективность;

• рекуператор может возвращать влагу в комнату.

Минусом прибора — является сложная конструкция. Ремонт прибора требует определенных затрат, является сложным. Из-за особенности конструкции загрязненный воздух поступает в приток. При этом рекомендуется применять фильтры для бесперебойной работы прибора. Еще одним минусом является потребление электрической энергии. Рекуператор роторный или пластинчатый используется для очистки воздуха. Принцип работы приборов имеет сходство. Принцип работы приборов состоит в пересечении приточного, вытяжного воздуха во время эксплуатации. Устройства отличаются между собой, отличие состоит в том, что в пластинчатом приборе теплый воздух распределяется на воздушные массы.

Пластинчатый — обладает множеством преимуществ:

• эффективность работы;

• простая конструкция приборов, в нем нет вращательных, сложных деталей, которые могут сломаться во время работы устройства, не требуют специального технического обслуживания;

• не расходует электрическую энергию во время эксплуатации.

Рекуператор имеет свои недостатки:

• зимой проблемой — становится замерзание теплообменника. Для восстановления работы устройства требуется выключить вентилятор, использовать клапан (байпасный). Если сравнивать данный прибор с роторными, то в этих устройствах нет функции: возврата влаги.

Для Вашего удобства, вдруг вопрос еще открыт, предлагаем почитать что такое рекуператор воздуха и как его выбрать.

Роторные и пластинчатые рекуператоры: особенности и принцип работы

  Система вентиляции из всех инженерных систем здания является самым существенным потребителем энергии, либо электрической, либо тепловой. Например, если в квартире площадью 100 м2 установлена вентиляция производительностью 600 м3/ч , то при — 20 °C на улице система отопления будет потреблять 8 кВТ тепла, а система вентиляции 9 кВт для того, чтобы подогреть этот воздух с — 22 °C до желаемых + 20 °C. По этой причине в системах вентиляции часто используются рекуператоры.

Основное их назначение — это экономия тепла за счет того, что из вытяжного воздуха оно «изымается» и передается приточному воздуху.

Принцип действия рекуператора

Пластичный рекуператор

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

Типы рекуператоров: разбираемся в особенностях

Рассмотрим два основных типа рекуператоров: пластинчатый и роторный.

Первый тип — пластинчатый рекуператор, он состоит из пакета металлических пластин, соединенных таким образом, что каждая из этих пластин разделяет поток приточного и вытяжного воздуха. Через каждую пластину теплый воздух отдает свое тепло холодному. Процесс теплообмена происходит непрерывно, потому что потоки воздуха обтекают пластину постоянно.

 

Роторный рекуператор

Второй тип — Роторный рекуператор устроен по-другому: он представляет собой барабан , состоящий из сотен слоев гофрированного тонкого металла, через который может свободно проходить воздух (более подробно принцип его работы виден на картинке внизу). Отработанный воздух проходит через нижнюю часть барабана, барабан при этом вращается с частотой 10 оборотов в минуту … и вся нижняя часть, которая в течении 3 секунд была нагрета потоком воздуха, быстро перемещается в верхнюю часть, где идет холодный воздух, и таким образом его нагревает. Эффективность у такого рекуператора существенно выше, чем пластинчатого, но он занимает больше места и стоит значительно дороже.

---

Мы устанавливаем системы вентиляции любой сложности в зависимости от Ваших пожеланий и особенностей помещения! Закажите консультацию или звоните по телефону (044) 221-93-35, (067) 939-29-29.

Принцип работы пластинчатого теплообменника, Принцип работы пластинчатого теплообменника

Сразу заметно, что путь прохождения жидкостей хаотичен, фактически, поперечное сечение постоянно меняется.

Основным недостатком этих теплообменников является то, что они не снимаются, поэтому техническое обслуживание и очистка невозможны или, по крайней мере, трудны, и нет никакой гибкости, поскольку количество пластин никоим образом не может быть изменено.

Поверхность пластин гофрирована для увеличения турбулентности жидкости во время потока в каналы.

На рисунке показаны основные геометрические параметры гофры:

Шаг гофра p ; высота гофра b и угол шеврона β по сравнению с основным направлением потока.

Наклон гофров пластины оказывает определяющее влияние на теплообмен и потери нагрузки. Фактически, пара пластин с большим углом β (> 45 °) дает турбулентность и, следовательно, высокий теплообмен с более высоким перепадом давления.

Меньший угол (β <45 °) вызывает меньшую турбулентность потока и более низкие коэффициенты теплообмена, но также снижает падение давления.

Поэтому очень важен поиск компромиссного угла β между высокими коэффициентами обмена и приемлемыми потерями нагрузки.

Высота гофра b имеет важное влияние на коэффициенты обмена, поскольку большая глубина вызывает большую турбулентность.

На этих двух рисунках ниже показан пример Onda потока внутри канала пластинчатого паяного теплообменника, вы можете увидеть поток, идущий внутри канала в ППТО и из него

.

Высота и шаг гофров увеличивают площадь обменной поверхности пластины: коэффициент увеличения поверхности φ определяется как:

Φ = фактическая площадь гофрированной поверхности / площадь проекции гофрированной поверхности

Фактическую площадь трудно вычислить, поэтому для сравнения различных теплообменников ссылка делается на предполагаемую площадь.

Следует иметь в виду, что теплообменники с одинаковой площадью проекции (т.е. пластины одного размера) могут иметь разную полезную площадь в зависимости от значения коэффициента увеличения поверхности φ.

Соотношение между длиной пластины L и шириной пластины W также влияет на производительность, но в меньшей степени, чем другие переменные. Как правило, высокое соотношение между длиной и шириной пластины обеспечивает высокую скорость обмена, но более высокие потери нагрузки.

Если вы хотите загрузить файлы, щелкните здесь:

Если вы хотите понять работу ППТО в однофазном , испарении и конденсации щелкните ссылку ниже:

Энрико Голин, R&D Onda S.П.А.

Параллельный пластинчатый теплообменник — обзор

3.3.2 Рекуператор или теплообменник

Теплообменники играют важную роль в солнечном тепловом цикле Брайтона как рекуператор, промежуточный охладитель и в непрямых системах, где рабочая жидкость не проходит напрямую через горячую сторона (ресивер). Параметры геометрии, выбранные для оптимизации в теплообменнике, будут зависеть от конструкции и типа теплообменника, поскольку существует множество различных типов теплообменников.Рекуператор используется в цикле Брайтона для извлечения тепла из выхода турбины и передачи его холодному потоку перед его нагревом от источника тепла.

Минимизация генерации энтропии использовалась в различных теплообменниках для оптимизации геометрии [18,100,101]. Эти оптимизации были сделаны для компонентов по отдельности, а не как часть всей системы. Lerou et al. [101] показали, что ширину, высоту и длину проточных каналов можно оптимизировать путем минимизации генерации энтропии.

Согласно Bejan [8] и Bejan et al. [1], необратимость в теплообменнике — это сумма необратимостей каждой из двух поверхностей теплообменника. Два фактора, разница температур и падение давления на трение, ответственны за необратимость теплообменников [8,102,103]. Yilmaz et al. [103] подразумевают, что самый большой источник необратимости теплообменника исходит из жидкостного трения в виде перепада давления.

Эксергетический анализ применялся к различным типам теплообменников.Саранги и Чоудхури [104] описали генерацию энтропии в противоточном теплообменнике и почти идеальном теплообменнике. Вклад жидкостного трения в генерацию энтропии не учитывался. Для теплообменника также предполагались адиабатические окончания без потери тепла в окружающую среду.

Оптимизация Exergetic была проведена для трубчатых теплообменников. Корнелиссен и Хирс [105] провели эксергетическую оптимизацию сбалансированного противоточного теплообменника вода-вода, учитывая необратимость из-за падения давления из-за разницы температур между горячим и холодным потоком, а также из-за производства и конструкции теплообменник.Потери тепла в окружающую среду и термостойкость стенок трубки не учитывались. Зимпаров [106] учел эффект изменения температуры жидкости по длине трубчатого теплообменника.

Анализ и оптимизация второго закона были выполнены для теплообменников с идеальным потоком газа, как и ожидалось в солнечном тепловом рекуператоре цикла Брайтона. Хессельгривз [107] рассматривал теплообменники с нулевым и конечным перепадом давления. При рассмотрении нулевого падения давления Хессельгривс [107] включал сбалансированный противоток, дисбаланс потока, несбалансированный противоток, параллельный поток, конденсацию с одной стороны и испарение с одной стороны.Хессельгривс [107] обнаружил, что при нулевом перепаде давления дисбаланс потока увеличивает генерацию энтропии и что выгодно позволить потоку с самой высокой производительностью быть горячим потоком. Термодинамический анализ уравновешенного рекуперативного пластинчатого теплообменника с перекрестным потоком с несмешанными жидкостями был выполнен Oğulata et al. [102]. Ордуньес и Бежан [108] провели численную оптимизацию теплообменника с параллельными пластинами.

Скорость генерации энтропии в рекуператоре показана в формуле. (24) для идеального газа в проточных каналах теплообменника.Это уравнение или аналогичная версия также используется в литературе различными авторами [1,8,11,102,103,107,108] и рекомендована авторами этой статьи

(24) Ṡgen = ṁcp0ln (T2 / T1) + ṁcp0ln (T4 / T3 ) + ṁcp0ln [(P2 / P1) (1 − k) / k] + ṁcp0ln [(P4 / P3) (1 − k) / k] + Q̇loss, regTb

Жидкость, переходящая из положения 1 в положение 2, является холодный поток и жидкость, идущая из положения 3 в положение 4, является горячим потоком в теплообменнике, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Теплообменник с холодным потоком (1-2) и горячим потоком (3-4 ).

Согласно Ордоньесу и Бежану [108], энтропия также генерируется из-за разряда в рекуператоре в открытом цикле — отсюда уравнение. (25). Уравнение, которое будет использоваться в анализе, зависит от определения границ контрольных объемов рекуператора и системы

(25) Ṡgen = ṁcp0ln (T2 / T1) + ṁcp0ln (T4 / T3) + ṁcp0 [T2− T0T0] + ṁcp0ln [(P2 / P1) (1 − k) / k] + ṁcp0ln [(P4 / P3) (1 − k) / k] + Q̇loss, regTb

Ур. (25) не следует использовать, когда генерация энтропии за счет выхлопа из открытой системы (выход теплого воздуха) уже добавлена ​​в качестве отдельного механизма генерации энтропии.Авторы рекомендуют уравнение. (24) используется вместе с целевой функцией, такой как уравнения. (5) — (7).

Рекуператоры цикла Брайтона доступны в различных исполнениях. В солнечных установках рекуператор часто проектируется как неотъемлемая часть микротурбины. Для моделирования генерации энтропии рекуператора (уравнение (24)) требуются значения температуры и давления на входе и выходе, а также потери тепла из рекуператора. Потери тепла в окружающую среду с поверхности рекуператора могут быть значительным фактором, и рекомендуется включить их в анализ солнечного теплового цикла Брайтона.Hesselgreaves [107], Oğulata et al. [102] и Ordόñez и Bejan [108] предположили, что метод ε-NTU (эффективность-количество единиц передачи), основанный на втором законе термодинамики, может быть использован для получения выходных температур и общей скорости теплопередачи из горячая жидкость к холодной жидкости. Это показано в литературе Haugwitz [109] и Le Roux et al. [33–35].

Во многих противоточных теплообменниках поток тепла через материал в продольном направлении не учитывается при определении профиля температуры в теплообменнике.Уравнение (26) ([101]) — безразмерный параметр, который можно использовать, чтобы увидеть, можно ли пренебречь продольной проводимостью. k — теплопроводность материала теплообменника, а A — площадь поперечного сечения. Продольной проводимостью нельзя пренебрегать, если λBH> 10 ⁻² [101]

(26) λBH = kALṁcp, min

Приведено несколько примеров конструкций рекуператоров и их моделирования: теплообменники должны быть эффективными, безопасно, экономично, просто и удобно [103].При проектировании теплообменника следует учитывать теплопередачу и потери давления, а также оптимизацию цены, веса и размера [102]. Согласно Беджану [8], необратимость теплообменника может быть уменьшена за счет замедления жидкости, проходящей через теплообменник. Кроме того, для теплообменника с фиксированной площадью необратимость может быть уменьшена путем правильного распределения площади [8].

Kreith и Kreider [110] и Hesselgreaves [107] предложили использовать противоточные теплообменники в солнечных тепловых энергетических системах и избегать использования теплообменников с параллельным потоком.Согласно Беджану [8], противоточные теплообменники часто используются в рекуперативном отоплении, связанном с циклом Брайтона. Шах [111] также предположил, что противоточные пластинчатые теплообменники можно использовать в качестве компактных рекуператоров с микротурбинами. Шах [111] дал критерии проектирования рекуператоров микротурбин. Были указаны такие критерии, как высокая производительность при минимальных затратах, высокая эффективность теплообменника, компактность, срок службы 40 000 часов без обслуживания и низкие потери давления (<5%).Согласно Шаху [111], эти критерии отражаются в рекуператоре первичной поверхности из тонкой фольги, в которой проточные каналы формируются с штамповкой, складыванием и сваркой боковых краев путем автоматизированной операции. Такой рекуператор обсуждался Макдональдом [112,113].

Pra et al. [114] описали технологию печатных схем и пластинчатых ребер для рекуператоров, в то время как Цай и Ван [115] исследовали конструкцию и анализ рекуператора Swiss-Roll. Le Roux et al. В [33–35] описано моделирование пластинчатого рекуператора.Траверсо и Массардо [116] обсуждали паяные в печи пластинчато-ребристые рекуператоры и сварные рекуператоры с первичной поверхностью. Ультиайнен и Сунден [117] рассмотрели рекуператор с поперечно гофрированной или шевронной поверхностью теплопередачи. Различные конструкции рекуператора [118] и влияние геометрии канала рекуператора [119] доступны из литературы. Yilmaz et al. [103] представили литературу по оптимизации на основе чисел генерации энтропии для следующих теплообменников: сбалансированные и несбалансированные противоточные теплообменники, теплообменники с перекрестным потоком, теплообменник с внешним потоком (например, ребра), теплообменники с двухфазным потоком, регенеративные теплообменники. теплообменники, пластинчатые теплообменники и кожухотрубные теплообменники.Теплообменники с жидкостью можно моделировать с помощью ссылок [1, 8, 103, 106, 108, 120–122]. Такие теплообменники можно найти в таких применениях, как рекуперация тепла выхлопных газов или промежуточное охлаждение.

Были предприняты различные попытки минимизировать генерацию энтропии для определенного компонента или конкретного механизма генерации энтропии путем определения уравнения генерации энтропии как функции геометрических переменных [1,8,120–122]. Уравнение (24) для скорости генерации энтропии рекуператора или теплообменника в солнечном тепловом цикле Брайтона можно аналогичным образом спроектировать, используя приведенную выше литературу.

Используя вышеупомянутую литературу, авторы рекомендуют уравнение. (24) быть геометризованы (записаны в терминах геометрии рекуператора) для конкретной конструкции теплообменника, так что переменные геометрии могут использоваться в целевой функции, такой как уравнения. (5) — (7).

Что такое рекуператор — теплообменник

Рекуператор — это тип теплообменника, имеющий отдельные пути потока для каждой жидкости вдоль своих каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Теплотехника

Рекуператор — теплообменник

В целом, теплообменники , используемые при регенерации, можно классифицировать как регенераторы или рекуператоры .

• Регенератор — это тип теплообменника, в котором тепло от горячей текучей среды периодически накапливается в теплонакопительной среде перед передачей холодной текучей среде. Он имеет единый путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

• Рекуператор — это тип теплообменника, имеющий отдельных путей потока для каждой текучей среды вдоль их собственных каналов, а тепло передается через разделительные стенки. Рекуператоры (например,грамм. экономайзеры) часто используются в энергетике для повышения общей эффективности термодинамических циклов. Например, в газотурбинном двигателе. Рекуператор передает часть отработанного тепла в выхлопных газах сжатому воздуху, таким образом предварительно нагревая его перед входом в камеру сгорания. Многие рекуператоры выполнены в виде противоточных теплообменников .

Регенерация тепла

В теории паровых турбин значительное увеличение теплового КПД паровой турбины может быть достигнуто за счет уменьшения количества топлива , которое необходимо добавить в котел.Это может быть выполнено путем передачи тепла (например, частично расширенного пара) от определенных секций паровой турбины, температура которого обычно намного выше температуры окружающей среды, питательной воде. Этот процесс известен как регенерация тепла , и для этой цели можно использовать множество регенераторов тепла . Иногда инженеры используют термин экономайзер , означающий теплообменники, предназначенные для снижения энергопотребления, особенно в случае предварительного нагрева жидкости .

Как видно из статьи «Парогенератор», питательная вода (вторичный контур) на входе в парогенератор может иметь температуру около ~ 230 ° C (446 ° F) , а затем нагревается до температуры кипения эта жидкость (280 ° C; 536 ° F; 6,5 МПа) и испарилась. Но конденсат на выходе из конденсатора может иметь температуру около 40 ° C , поэтому регенерация тепла в типичном PWR значительна и очень важна:

• Регенерация тепла увеличивает тепловой КПД, поскольку большая часть теплового потока в цикле происходит при более высокая температура.
• Регенерация тепла вызывает уменьшение массового расхода через ступень низкого давления паровой турбины, таким образом повышая КПД изэнтропической турбины низкого давления. Обратите внимание, что на последней стадии расширения пар имеет очень высокий удельный объем.
• Рекуперация тепла приводит к повышению качества рабочего пара, так как стоки расположены на периферии корпуса турбины, где более высокая концентрация капель воды.

Анализ теплообменников

Теплообменники обычно используются в промышленности, и правильная конструкция теплообменника зависит от многих переменных. При анализе теплообменников часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . Коэффициент U определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона. Кроме того, инженеры также используют среднюю логарифмическую разность температур ( LMTD ) для определения движущей силы температуры для передачи тепла в теплообменниках.

Специальная ссылка: Джон Р. Том, Книга технических данных III.Росомаха Tube Inc. 2004.

& nbsp;

& nbsp;

Ссылки:

Теплопередача:

1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
2. Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
3. Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости.Справочник Министерства энергетики США, том 2 от 3 мая 2016 г.

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Ридинг, Массачусетс (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную инженерию, 3-е изд., Прентис-Холл, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. У. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Glasstone, Сесонске.Nuclear Reactor Engineering: Reactor Systems Engineering, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Аддисон-Уэсли Паб. Co; 1-е издание, 1965 г.
7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам DOE, том 1 и 2.Январь 1993 г.
9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

Advanced Reactor Physics:

1. K. O. Ott, W. A. ​​Bezella, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, пересмотренное издание (1989), 1989, ISBN: 0-894-48033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Льюис, У. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

Надеемся, эта статья «Рекуператор — теплообменник » вам поможет. Если это так, даст нам отметку на боковой панели. Основная цель этого сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о теплотехнике.

Как рассчитать КПД пластинчатого теплообменника?

Пластинчатые теплообменники — это эффективные рекуператоры тепла, используемые в различных коммерческих, промышленных и жилых помещениях.Извлекая ощутимую энергию из отработанного воздуха и используя ее для охлаждения или нагрева поступающего воздуха, пластинчатый теплообменник может существенно повлиять на энергозатраты здания и воздействие на окружающую среду. Они построены по простому инженерному принципу. Слои алюминиевых или полимерных пластин расположены в теплообменном сердечнике с зазорами между ними, что позволяет воздуху свободно течь. Отработанный воздух осторожно направляется между некоторыми слоями. В то же время поступающий воздух направляется в обратном направлении между другими слоями.В зависимости от климата вытяжной воздух нагревает или охлаждает пластины. Затем эта ощутимая энергия передается входящему воздуху. Современные пластинчатые теплообменники могут рекуперировать подавляющее большинство ощутимой энергии, поэтому их влияние очень велико.

Пластинчатые теплообменники

обладают и другими значительными преимуществами. Поскольку пластинчатый теплообменник разделяет входящий и выходящий воздух, риск перекрестного загрязнения отсутствует. Например, пластинчатые теплообменники Swiss Rotors проходят испытания в соответствии с EN308, чтобы гарантировать отсутствие утечек.Они также имеют гигиенические сертификаты VDI 6022 и SWKI VA104-01. По мере того как мир борется с пандемией и все больше внимания уделяет обеспечению прочной и чистой вентиляции в помещениях, нельзя недооценивать влияние устранения опасений по поводу перекрестного загрязнения.

Пластинчатые теплообменники

также способны реверсивно восстанавливать энергию, что делает их подходящими для более теплого климата, где основное внимание уделяется охлаждению, а не нагреву поступающего воздуха. Они популярны в жарких регионах, таких как Ближний Восток, где спрос на решения HVAC постоянно высок.Наконец, доступны пластинчатые теплообменники различных размеров. Это означает, что они подходят для разных зданий, разных ситуаций и разных отраслей.

Почему пластинчатый теплообменник является наиболее эффективным рекуператором тепла?

Чтобы понять, насколько эффективен и действенен пластинчатый теплообменник, мы должны сначала определить, как будет выглядеть «идеальное» решение.
Почему? Потому что эффективность — это сравнение реальной производительности и идеальной производительности.Профессор Ахмад Факери определяет эффективность теплообменника как «отношение тепла, передаваемого в реальном теплообменнике, к теплу, которое должно передаваться в идеальном теплообменнике». Идеальная производительность устанавливается с помощью моделирования и включает ограничения, налагаемые такими факторами, как второй закон термодинамики, который гласит, что растущее количество энергии тратится впустую каждый раз, когда она передается или трансформируется. Устанавливая уровни, связанные с «идеальной» или «идеальной» эффективностью теплообменника, который передает максимальное количество тепла и генерирует минимальное количество энтропии, устанавливается эталон, по которому можно измерить существующие пластинчатые теплообменники.

С учетом этих факторов, учитываемых в отраслевых расчетах, пластинчатые теплообменники по-прежнему остаются наиболее эффективными из всех теплообменников. Как правило, они могут достигать КПД примерно 90%. Это выше, чем у чайниковых, трубчатых, спиральных или кожухотрубных теплообменников. И именно эта эффективность делает пластинчатые теплообменники столь привлекательными для руководителей зданий, стремящихся снизить свои затраты на электроэнергию и снизить воздействие на окружающую среду.Тем не менее, в семействе пластинчатых теплообменников по-прежнему доступен ряд характеристик. Старые модели могут иметь меньшую эффективность, в то время как противоточные теплообменники — последняя версия пластинчатых теплообменников — выводят производительность на новый уровень. Эти модели следующего поколения объединяют лучшие производственные практики с наиболее эффективным выбором материалов, упаковки и общих производственных затрат. Противоточные теплообменники расширяют путь энергообмена при сохранении минимально возможного падения давления.В этом секрет их высокой эффективности. Наряду с высоким уровнем рекуперации энергии и нулевым перекрестным загрязнением, противоточные теплообменники также имеют соединения пластин с двойным загибом (что обеспечивает герметичность), пластины уникальной формы (разработанные для обеспечения эффективного распределения воздуха) и сравнительно низкие закупочные цены. .

Противоточные теплообменники

Swiss Rotors изготавливаются из алюминиевых или композитных пластин. Размеры варьируются от 19,5 «x 10,5» до 46,5 «x 37».5 ”. Все модели протестированы в соответствии с EN308 и работают от -40 ° F до 158 ° F (алюминиевые пластины) и от -4 ° F до 122 ° F (композитные пластины).

Расчет КПД пластинчатых теплообменников

Существуют две основные модели, которые помогут вам рассчитать КПД пластинчатого теплообменника. Метод средней логарифмической разности температур (LMTD) обеспечивает скорость теплопередачи посредством следующего расчета:

Q = UA (FΔT лм )

В этом уравнении U — общий коэффициент теплопередачи, A — общая площадь теплопередачи, ΔT лм — средняя логарифмическая разница температур, а F — средняя логарифмическая температура. поправочный коэффициент разницы.Подход LMTD чаще всего применяется, когда устанавливаются температуры на входе и выходе, но размер теплообменника еще не определен. В качестве альтернативы подходу LMTD метод тепловой эффективности определяет реальную теплопередачу, происходящую внутри теплообменника, по сравнению с максимально возможной теплопередачей. Выражается в виде отношения.

E = Q / Qmax

Этот подход наиболее распространен, когда руководители зданий или инженеры пытаются определить скорость теплопередачи и температуру жидкости на выходе и уже знают размер теплообменника и температуру на входе.Swiss Rotors разработала бесплатный онлайн-инструмент, который поможет вам рассчитать эффективность вашего теплообменника. Просто введите данные, относящиеся к воздуху (объем, расход, температура, относительная влажность) вместе с типом теплообменника, расстоянием между пластинами и измерениями статического давления. Затем инструмент рассчитает уровень эффективности вашего обменника — совершенно бесплатно.

Как выбрать наиболее эффективный пластинчатый теплообменник

Выбор наиболее эффективного пластинчатого теплообменника будет зависеть от вашего варианта использования и более широкой среды, в которой вы работаете.
Однако нет никаких сомнений в том, что пластинчатый теплообменник является наиболее эффективным типом теплообменников, имеющихся в настоящее время на рынке, а противоточные теплообменники Swiss Rotors выводят эти характеристики на новый уровень. Наши противоточные теплообменники предлагают дополнительные возможности для повышения производительности в соответствии с вашим применением. Например, выберите расстояние между ребрами 2 мм, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность.
Или выберите расстояние между ребрами 3 мм, чтобы гарантировать минимальную потерю давления. Больницы и лаборатории регулярно выбирают наши противоточные теплообменники просто из-за высокого уровня гигиены.Конструкция теплообменника гарантирует разделение воздушных потоков с помощью ультразвуковой сварки или двойного загиба кромок и термоклея для предотвращения утечек и перекрестного загрязнения. Это подтверждено действующими сертификатами VDI 6022 и SWKI VA104-01. Кроме того, все наши теплообменники проходят испытания на герметичность в соответствии с EN308.

Доступен полный диапазон размеров для всех стандартных отраслевых форматов, а вариант из алюминия или полимера обеспечивает универсальность, способную удовлетворить различные потребности.Например, полимерные противоточные теплообменники, как правило, дешевле и проще в обращении во время производственного процесса, что снижает цену конечного продукта. Кроме того, они более устойчивы к коррозии и легче устанавливаются из-за меньшего веса. Алюминиевые противоточные теплообменники предлагают более широкий диапазон рабочих температур. Они могут работать при температуре от -40 ° C до 70 ° C, и для очистки и текущего обслуживания требуется воздушный компрессор, а не мойка высокого давления.

Предлагая обратимую рекуперацию энергии, противоточные теплообменники подходят как для охлаждения, так и для отопления зданий. В основе нашего высокоавтоматизированного производственного процесса лежит гарантия швейцарской точности, конкурентоспособные цены и короткие двухнедельные сроки выполнения заказа.

Хотите узнать больше? Получите подробную информацию о наших противоточных теплообменниках или ознакомьтесь с техническими характеристиками .

Новый метод производства рекуператоров с перфорированными пластинами

Часть Публикация конференции по криогенной инженерии Книжная серия (ACRE, том 41)

Abstract

Перфорированные пластинчатые теплообменники, состоящие из ряда параллельных перфорированных пластин с высокой теплопроводностью, разделенных рядом прокладок с низкой теплопроводностью, которые могут обеспечивать большое количество тепла. перевод на единицу объема.Для пластин с проточными каналами круглого поперечного сечения коэффициент компактности может приближаться к геометрическим размерам зазора, так что теплообменники, в которых используются пластины с круглыми отверстиями, могут иметь высокую производительность. Конструкция теплообменников с низким перепадом давления проста. Будут представлены принципы проектирования перфорированных пластинчатых теплообменников. Будут представлены результаты экспериментов на прототипе системы.

Ключевые слова

Теплообменник Перепад давления Теплообменник Число Нуссельта Проход потока

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами.Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Ссылки

1. 1.

   Р. Б. Флеминг, «Достижения в области криогенной инженерии, том 14», Plenum Press, Нью-Йорк (1969), с. 197.

   Google Scholar

2. 2.

   R.Хаббелл, Высокоэффективные перфорированные пластинчатые теплообменники для криокулеров,

   Труды 4-го межведомственного совещания по криокулерам-DTRC-91/003

   (1991), стр. 31.

   Google Scholar

3. 3.

   W.M. Кейс и А.Л. Лондон, «Компактные теплообменники — третье издание», МакГроу-Хилл, Нью-Йорк (1984).

   Google Scholar

4. 4.

   R.C. Линс и М. А. Элкан, «Достижения в области криогенной инженерии, том 20», издательство Plenum Press, Нью-Йорк (1975), с.283.

   Google Scholar

5. 5.

   M.J. Nilles, M.E. Calkins, M.L. Дингус и Дж. Б. Хендрикс, Теплопередача и трение потока в перфорированных пластинчатых теплообменниках,

   Experimental Thermal and Fluid Science

   , 10: (1995), p. 238.

   CrossRefGoogle Scholar

6. 6.

   С. Саранги и Дж. А. Барклай, «Криогенные процессы и оборудование-1984» Американского общества инженеров-механиков, Нью-Йорк (1984), с. 37.

   Google Scholar

7. 7.

   W.L. Свифт, «Криокулеры 8», Plenum Press, Нью-Йорк (1995), с. 499.

   Google Scholar

8. 8.

   Г. Вонк, «Достижения в области криогенной инженерии, том 13», Plenum Press, Нью-Йорк (1968), с. 582.

   Google Scholar

9. 9.

   C.E. Виттер, «Достижения в области криогенной инженерии, том 11», Plenum Press, Нью-Йорк (1966), с. 107

   Google Scholar

Информация об авторских правах

© Plenum Press, New York 1996

Авторы и аффилированные лица

1. 1.Алабама Криогенная инженерия, Хантсвилл, США,
,

,

, кожух и трубка или пластина?

Если вы когда-либо исследовали продукты с жидкостным охлаждением, вы могли встретить два варианта: кожухотрубные или пластинчатые теплообменники. Теплообменники кожухотрубного и пластинчатого типа работают по одним и тем же принципам, обменивая тепло между двумя жидкостями за счет теплопроводности, но с очень разными методами конструкции.Может быть сложно решить, что лучше для вас, если вы не понимаете преимуществ любого из этих вариантов.

Кожухотрубные теплообменники

Состоящий из пучка маленьких трубок в большом цилиндре (или кожухе;) Кожухотрубные теплообменники представляют собой простую, но эффективную конструкцию, принципы которой существуют уже более 100 лет (см. Конструкцию котла с паровой машиной для примера). Их можно производить по невысокой цене, даже в небольших объемах, благодаря своей простоте и гибкости.Они идеально подходят для приложений, где требуется регулярное техническое обслуживание и ремонт, например, в морской среде, поскольку большинство конструкций легко разбираются.

Преимущества кожухотрубных теплообменников;

• Меньшие конструкции могут быть дешевле
• Обслуживание намного проще
Уплотнительные кольца
• также удешевляют обслуживание
• Лучшее решение для охлаждающей жидкости из морской воды или других жидкостей, которые могут засоряться в узких пространствах
• Может предоставить лучшие варианты установки (трехходовая, двухпроходная конфигурации заголовка и т. Д.)
• Идеальное решение для гидроагрегатов, горнодобывающей техники, судов с морской водой и подогрева плавательных бассейнов.

Пластинчатые теплообменники

Хотя принципы работы пластинчатых теплообменников очень похожи на кожухотрубные, конструкция сильно отличается. Вместо пучка труб в пластинчатых теплообменниках используется несколько слоев плоских пластин, уложенных друг на друга, чтобы создать серию каналов для прохождения жидкостей.Часто они могут быть более компактными, а иногда и более дешевыми, чем кожухотрубные, но не обладают такой гибкостью конструкции, как кожухи и трубки. Однако их полностью конструкция из нержавеющей стали делает их идеальными для таких применений, как пищевая и фармацевтическая промышленность.

Преимущества пластинчатых теплообменников;

• Более компактная конструкция
• Вариант с меньшими затратами там, где требуется нержавеющая сталь
• Повышенное рабочее давление
• Более высокие температуры
• Идеально подходит для небольших систем централизованного теплоснабжения, охлаждения напитков, пищевой и фармацевтической промышленности, а также для охлаждения масла в небольших условиях.

Кожухотрубные теплообменники

по-прежнему являются предпочтительным вариантом для многих инженеров из-за простоты обслуживания и их совместимости с охлаждающими жидкостями с морской водой. Если вы хотите использовать пластинчатый теплообменник с морской водой, то это должен быть пакет пластин с разборками и пластинами из титана, поэтому стоимость часто выше, чем эквивалентный кожухотрубный теплообменник (даже с титановыми трубками!)

К счастью, компания Thermex может предоставить любой вариант, поэтому, если вы все еще не уверены, какой вариант лучше для вас, не стесняйтесь обращаться к нам.

теплообменников | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

секторов: нисходящий, средний, восходящий

Теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой. Эти среды могут быть газом, жидкостью или их комбинацией. Среда может быть разделена сплошной стенкой для предотвращения смешивания или может находиться в прямом контакте. Теплообменники могут повысить энергоэффективность системы за счет передачи тепла от систем, где оно не требуется, другим системам, где оно может быть использовано с пользой.

Например, отработанное тепло в выхлопе газовой турбины, производящей электричество, может быть передано через теплообменник для кипячения воды для приведения в действие паровой турбины для выработки большего количества электроэнергии (это основа для технологии газовых турбин с комбинированным циклом).

Другое распространенное использование теплообменников — предварительный нагрев холодной жидкости, поступающей в нагретую технологическую систему, с использованием тепла от горячей жидкости, выходящей из системы. Это снижает затраты энергии, необходимые для нагрева поступающей жидкости до рабочей температуры.

• Особые области применения теплообменников:
• Нагревание более холодной жидкости за счет тепла более горячей жидкости
• Охлаждение горячей жидкости за счет передачи тепла более холодной жидкости
• Кипячение жидкости с использованием тепла более горячей жидкости
• Кипение жидкости при конденсации более горячего газообразного флюида
• Конденсация газообразной жидкости с помощью более холодной жидкости [Ссылка 1]

Жидкости в теплообменниках обычно текут быстро, что способствует передаче тепла посредством принудительной конвекции.Этот быстрый поток приводит к потерям давления в жидкостях. Эффективность теплообменников означает, насколько хорошо они передают тепло по отношению к потере давления, которую они несут. Современная технология теплообменников сводит к минимуму потери давления, одновременно увеличивая теплопередачу и достигая других целей проектирования, таких как выдерживание высокого давления жидкости, сопротивление загрязнению и коррозии, а также возможность очистки и ремонта.

Для эффективного использования теплообменников в многопроцессном предприятии тепловые потоки следует учитывать на системном уровне, например, с помощью «пинч-анализа» [вставьте ссылку на страницу пинч-анализа].Существует специальное программное обеспечение для облегчения этого типа анализа, а также для выявления и предотвращения ситуаций, которые могут усугубить засорение теплообменника (см. Пример из практики 1 ).

Применение технологий

Теплообменники

доступны во многих типах конструкций, каждый со своими преимуществами и ограничениями. Основные типы теплообменников:

Кожух и трубка — Наиболее распространенный тип конструкции теплообменника состоит из параллельного расположения трубок в кожухе [Рис. 1]. Одна жидкость течет по трубкам, а другая жидкость течет через кожух по трубкам. Трубки могут быть расположены в оболочке для обеспечения параллельного потока, противотока, поперечного потока или того и другого. Теплообменники также могут быть описаны как имеющие расположение труб в однопроходном, многопроходном или U-образном исполнении. Благодаря своей трубчатой ​​конструкции теплообменник этого типа может выдерживать большие давления. Теплообменник может иметь одну или две головки на кожухе и несколько впускных, выпускных, выпускных и сливных патрубков [Ссылка 2].

Рис. 1 : Поперечное сечение кожухотрубного теплообменника с одинарным проходом s, противоточной конфигурацией , большими сегментными перегородками и двумя головками кожуха [Ref 3].

Элементы отклонения потока часто устанавливаются в кожухотрубных теплообменниках для улучшения теплообмена между жидкостями за счет создания более турбулентного потока жидкости на стороне кожуха и более перпендикулярного потока по трубам. Такие элементы должны быть тщательно спроектированы, чтобы минимизировать потери давления и образование «мертвых зон».Мертвые зоны — это области медленного или остановленного потока жидкости, которые могут привести к засорению (отложению твердых частиц) в теплообменнике.

Общие функции отклонения потока включают:

• Сегментные перегородки (расположенные в шахматном порядке перпендикулярные перегородки, каждая из которых блокирует часть стороны оболочки; см. Рисунок 1),
• Дисковые и кольцевые перегородки — расположенные в шахматном порядке круглые и кольцевые барьеры поочередно отталкивают поток со стороны оболочки поочередно в сторону и в сторону оси оболочки
• Спиральные перегородки — расположены под углом для обеспечения спиралевидного обтекания стороны кожуха
• Стержневые перегородки — решетки стержней, обычно перпендикулярные оси оболочки.Трубки проходят в осевом направлении через промежутки между стержнями
.
• Вставки для трубок — вставки, такие как длинные мотки проволоки, помещаются внутри трубок для обеспечения турбулентного потока и минимизации загрязнения

Рисунок 2 — Расположение спиральных перегородок — Обратите внимание, что перегородки на самом деле имеют много отверстий, позволяющих проходить трубам по всей длине кожуха. [Ссылка 4]

Другой подход к отклонению потока — это конструкция «витой трубы» от Koch Heat Transfer Company.В этой конструкции трубки сплющиваются в овалы и скручиваются в длинные спирали, а затем складываются вместе. Спиральный поток жидкостей как со стороны кожуха, так и со стороны трубы обеспечивает хорошую теплопередачу при относительно низких перепадах давления.

Рисунок 3 — Трубные вставки, выступающие из трубок в кожухотрубном теплообменнике ⁵

Рисунок 4 — Трубки теплообменника с витыми трубками и схема потока ⁶

Пластина и рама — тонкие параллельные пластины сложены вместе, образуя широкие параллельные каналы.Горячие и холодные жидкости проходят через чередующиеся каналы. Пластины разделены прокладкой или сваркой и могут иметь рисунок, способствующий турбулентному потоку. Пластины уложены друг на друга, и на конструкции прокладок могут быть добавлены дополнительные пластины для увеличения теплопроизводительности. Поток может быть как параллельным, так и противотоком. Большая площадь поверхности пластин означает, что пластинчатые и рамные теплообменники могут обеспечивать больший теплообмен между двумя жидкостями для заданного объема по сравнению с кожухотрубными теплообменниками.

Рисунок 5: Схема пластинчато-рамного теплообменника

Другие типы — изменения предыдущих типов теплообменников включают пластинчатый и ребристый, пластинчатый и кожух, спиральный, воздухоохладитель с мокрой поверхностью и двухтрубный.

Все теплообменники, которые обсуждались до сих пор, удерживают обе жидкости по отдельности. Однако существуют две другие категории теплообменников:

• Открытый поток — одна жидкость содержится, а другая нет.Примеры включают автомобильный радиатор, погружной нагреватель бака, охладители с лопастями / вентиляторами или воздуховоды
• Прямой контакт — несмешивающиеся среды вступают в прямой контакт. Градирня используется для охлаждения воды, когда она распыляется в поток охлаждающего воздуха. Воздух и вода не смешиваются, но тепло передается в процессе испарения. Затем охлажденная вода собирается и возвращается на установку8. Другие теплообменники этого типа включают регенеративные колонны с вращающимся колесом и распылительные колонны. Обратите внимание, что если две жидкости не разделяются, устройство называется нагревателем или охладителем.Например, в распределителе резервуара для воды пар поглощается водой, когда она охлаждается и конденсируется.

Рис. 6. Градирня с поперечным потоком, тип теплообменника с прямым контактом

Краткое описание преимуществ и ограничений этих типов теплообменников показано в таблице ниже:

Таблица 1: Сравнение различных типов теплообменников

• Тип Преимущества Ограничения
• Кожухотрубный высокоэффективный
• Высокое рабочее давление Большой размер
• Двойное пространство, необходимое для очистки
• Трудно очистить кожух
• Пластина и рама Наивысшие коэффициенты теплопередачи
• Низкий перепад давления
• Легче чистить, чем кожух и трубка
• Малый размер
• Расширяемая емкость
• Более близкие температуры Низкое рабочее давление
• Более склонны к обрастанию более крупными частицами, чем кожухотрубные
• Прямой контакт Большой расход
• Низкий перепад давления
• Высокая эффективность
• Меньше обрастания
• Большой размер
• Требуется подпиточная вода
• Потребности в химической обработке
• Ограниченные заявки

Конфигурации потока теплообменника

Теплообменники имеют три (3) конфигурации первичного потока:

Параллельный поток — две жидкости входят в один конец теплообменника и текут в одном направлении, параллельно друг другу.В этой конструкции разница температур на входе велика, но температура жидкости на выходе будет приближаться к аналогичному значению.

Противоток — две жидкости входят на противоположных концах теплообменника и протекают навстречу друг другу. В этой конструкции разница температур меньше, но более постоянна по длине теплообменника. Возможно, что нагретая текучая среда может покидать теплообменник при более высокой температуре, чем температура на выходе нагревающей текучей среды.Это наиболее эффективная конструкция из-за более высокого перепада температур по длине теплообменника.

Crossflow — две жидкости текут перпендикулярно друг другу.

В теплообменнике может быть несколько методов передачи тепла. Передача тепла будет происходить с использованием одного или нескольких режимов передачи, теплопроводности, конвекции или излучения.

Реализация

Правильная реализация теплообменников в многопроцессорных системах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, требует учета сети тепловых потоков на системном уровне.Это часто выполняется с помощью «пинч-анализа», который сопоставляет доступные источники тепла в системе с потребностями в тепле с точки зрения как количества, так и температуры тепла. В помощь дизайнеру в этом процессе доступно сложное программное обеспечение. Снижение загрязнения также является соображением проектирования и может включать рассмотрение различных технологий, скоростей, байпасов для очистки отдельных HX во время работы, а также включение запасных теплообменников.

Аналогичным образом доступно программное обеспечение для управления загрязнением теплообменника.На основании условий процесса и выбора компонентов некоторые программные пакеты могут прогнозировать скорость, с которой теплообменники могут подвергаться загрязнению. Также доступны пакеты программного обеспечения для мониторинга загрязнения путем изучения характеристик теплообменника с течением времени. Также рассчитываются оценки затрат на очистку теплообменников по сравнению с экономической выгодой (с точки зрения снижения энергопотребления).

Технологическая зрелость

Имеется в продаже ?:	Есть
Жизнеспособность на шельфе:	Есть
Модернизация Браунфилда ?:	Есть
Многолетний опыт работы в отрасли:	21+

Ключевые показатели

.

Область применения:	Добывающие скважины, установки FPSO, рекуперация тепла из воды или нефти, нагрев, охлаждение и конденсация воды, продуктовых сред, углеводородов и газов, нагрев или охлаждение воздуха для горения, производство пара из выхлопных газов.
КПД:	2. 80% до почти 100%
Ориентировочные капитальные затраты:	Общие «практические правила» для расчета стоимости недоступны из-за большого количества доступных обменников. Затраты, которые следует учитывать, включают теплообменник, платформу или фундамент, средства управления, соединительные входные и выходные трубопроводы, входные фильтры, приборы, клапаны, вентиляторы, насосы, резервуары, химикаты, резервирование, а также расходы на установку, запуск и ввод в эксплуатацию.
Ориентировочные эксплуатационные расходы:	Включает текущее обслуживание, такое как очистка труб и пластин, устранение утечек, восстановление насосов, замена наполнителя градирни. Дополнительные затраты или упущенная выгода связаны с простоями завода, когда оборудование отключено. Эксплуатационные расходы включают электроэнергию для насосов, вентиляторов и средств управления, а также химикаты для очистки воды.
Потенциал сокращения выбросов парниковых газов:	Теплообменники могут значительно снизить потребность процесса в энергии, уменьшая связанные с этим выбросы парниковых газов.
Время на проектирование и монтаж:	1 неделя — 6 месяцев
Описание типового объема работ:	Теплообменники используются в самых разных отраслях промышленности. Типичный проект будет рассматривать использование теплообменников во время первоначального планирования проекта, определять условия эксплуатации и составлять спецификации оборудования. Теплообменник обычно изготавливается специализированным производителем, тестируется и доставляется на объект готовым к установке.Теплообменники большего размера могут быть отправлены по частям или даже собраны или построены на объекте

Решение драйверов

Технический:	Диапазоны давления рабочих жидкостей и разность давлений между ними Допустимый перепад давления жидкостей в теплообменнике Диапазоны температур рабочих жидкостей и требуемая температура приближения Свойства рабочих жидкостей (физические свойства, таких как плотность, вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температура) Тенденция рабочих жидкостей к засорению Доступность воды для охлаждения Доступное пространство Основные коды проектирования Избыточность
В рабочем состоянии:	Сложность системы Уровень автоматизации Потребности в обслуживании
Коммерческий:	Срок поставки Стоимость оборудования Паразитная потребность в электроэнергии Выбор материала
Окружающая среда:	Водные ресурсы и доступность Температура сброса Устранение выбросов паров Разрешительные требования Требования к шуму

Альтернативные технологии

Существуют технологии, которые можно рассматривать как альтернативу использованию теплообменников.

Пруды-охладители могут использоваться для естественного охлаждения теплой воды за счет испарения в атмосферу. Затем воду из пруда можно рециркулировать в растение в качестве охлаждающей воды. Эти пруды могут использоваться для вторичных рекреационных целей, таких как рыбалка, катание на лодках или плавание. Подпиточная вода необходима для учета потерь на испарение. Для этого варианта требуется большой участок земли.

Прямой отвод пара может снизить потребность в охлаждении технологической воды, но этот вариант игнорирует основные причины охлаждения, которые заключаются в повышении эффективности системы и сохранении воды технологического качества, а также в дополнительных количествах добавочной воды и химикатов для обработки воды.Эта опция обычно не используется, за исключением операций запуска, аварийного сброса воздуха и останова.

Модификации технологического процесса и управления могут избежать или уменьшить потребность в теплообменниках.

Операционные проблемы / риски

Теплообменники

требуют регулярного технического обслуживания для работы с высокой эффективностью и обычно требуют строгого графика капитального ремонта. Большая часть этих усилий направлена ​​на противодействие эффектам загрязнения, когда твердые частицы (например, посторонние частицы или осадки) накапливаются на поверхностях теплообменника, препятствуя передаче тепла и ограничивая поток жидкости.Химические добавки также могут предотвращать осаждение частиц и могут быть экономически эффективным средством предотвращения загрязнения.

Капитальные ремонты могут варьироваться от простых профилактических работ по техническому обслуживанию (например, промывка) до ремонтов, требующих снятия пучка труб с кожуха теплообменника для очистки. Это время простоя также следует учитывать при определении размеров теплообменников и проектировании технологической сети.

Многие теплообменники работают при высоких давлениях и температурах или с опасными жидкостями, поэтому необходимо соблюдать соответствующие рабочие процедуры, чтобы избежать рисков для персонала и сбоев системы.

Теплообменники обычно регулируются отраслевыми нормами, такими как ANSI и TEMA. Конструкции нового оборудования и любой ремонт должны соответствовать применимым нормам.

Возможности / бизнес-пример

Многие конструкции теплообменников доступны из различных материалов и могут быть адаптированы для конкретных применений, а также доступны в стандартных конструкциях, которые доступны с минимальным временем выполнения заказа и меньшими затратами. Некоторые преимущества использования теплообменников перечислены ниже:

• Повышение энергоэффективности производственных систем
• Снижение расхода топлива, парниковых газов и выбросов
• Заменить существующее оборудование из-за износа
• Модернизация существующего оборудования на более новые и более эффективные конструкции
• Дополнительная мощность обогрева или охлаждения в связи с увеличением производительности установки

Примеры из практики

1.Воздухо-воздушный теплообменник для рекуперации отработанного тепла
В этом исследовании рассматривается, как предприятие пищевой промышленности использовало теплообменник для рекуперации отработанного тепла технологического процесса и использовало его для нагрева рабочего воздуха.

Стремясь контролировать запах от процесса обжарки, предприятие установило новый эффективный регенеративный термический окислитель (RTO). Для экономии топлива в этот агрегат включен дополнительный впрыск топлива (SFI) в периоды низкого содержания летучих органических соединений. Чтобы еще больше снизить эксплуатационные расходы, компания стремилась утилизировать отходящее тепло от RTO для предварительного нагрева входящего воздуха.Для этого они наняли консультанта по проектированию для анализа и разработки решения HX.

Критическими расчетными факторами для этого проекта были расход воздуха, температура воздушного потока, допустимый перепад давления в системе и желаемое тепло, которое должно передаваться в теплообменник. Вторичный пластинчатый теплообменник был выбран из-за его универсальности и прочных, но поддающихся очистке пластин. Он имеет относительно низкий перепад давления, небольшую занимаемую площадь и низкие капитальные затраты, что делает его наиболее экономичным вариантом для этого применения.

Консультационная компания проанализировала данные приложения с помощью программного обеспечения для моделирования производительности теплообменника. С помощью этого программного обеспечения они выполнили анализ пограничного слоя и отрегулировали толщину пластин и расстояние между пластинами теплообменника, чтобы максимизировать производительность.

Тепло выхлопных газов RTO использовалось для предварительного нагрева 3,3 м3 / с воздуха примерно до 88 ° C. Этот горячий воздух смешивается без бокового воздуха, чтобы обеспечить 15,6 м3 / с нагретого воздуха для блока подпиточного воздуха. Вторичный теплообменник передает примерно 1.5 млн БТЕ / ч тепла от выхлопа RTO в воздух, возвращающийся в блок подпиточного воздуха, и расчетная годовая экономия по проекту составила около 45 000 долларов США.

Источник: http://www.anguil.com/case-studies/energy-recovery/air-to-air-heat-exchanger-provides-plant-heat-and-big-savings.aspx?alttemplate=PDFCaseStudy&

2. Прогнозирование загрязнения теплообменника

Скопление отложений или загрязнений на металлических поверхностях теплообменников нефтехимических заводов является серьезной экономической и экологической проблемой во всем мире.Были сделаны оценки затрат на загрязнение, в основном из-за потерь энергии из-за избыточного сжигания топлива, которые достигают 0,25% валового национального продукта (ВНП) промышленно развитых стран. Многие миллионы тонн выбросов углерода являются результатом этой неэффективности. Затраты, связанные, в частности, с загрязнением сырой нефтью в линиях предварительного нагрева нефтеперерабатывающих заводов по всему миру, по оценкам в 1995 г., составили порядка 4,5 млрд долларов.

В данном тематическом исследовании рассматривается использование программного обеспечения для прогнозирования обрастания французской нефтяной компанией Total.Это программное обеспечение, разработанное консалтинговой компанией по промышленному дизайну совместно с крупными нефтяными компаниями, направлено на уменьшение или даже устранение загрязнения сырой нефтью в теплообменниках предварительного нагрева. В 2002 году компания Total столкнулась с сильным обрастанием линии предварительного нагрева вскоре после реконструкции НПЗ для повышения эффективности. Это привело к значительному снижению производительности, так как печь стала узким местом. Компания Total применила программное обеспечение консалтинговой компании, которое успешно идентифицировало засоряющиеся теплообменники и указывало на варианты модернизации.Они были реализованы, что позволило решить проблему и восстановить нормальную работу системы.

Источник: http://www.ihs.com/news/overcoming-effect-oil-fouling.htm

---

Ссылки:

1. Справочник по основам энергетики Департамента энергетики, Механика, Модуль 2, Теплообменники, DOE-HDBK-1018 / 1-93.
2. Институт теплообмена, Основы кожухотрубных теплообменников.
3. -снято-
4. http://en.hx-hr.com
5. http: //www.stamixco-usa.ru / products / теплообменники / default.html
6. http://www.oxide.co.il/en/twisted-tube.