Рекуператор принцип работы: Что такое рекуператор воздуха? Принцип работы и разновидности

Содержание

что это такое, применение, принцип работы


Рекуператор воздуха для квартиры — это небольшого размера, но очень эффективный теплообменный прибор, предназначенный не только для очистки воздуха, но и существенного снижения затрат на отопление.

Рекуператор в квартире выполняет одновременно две функции: притока и вытяжки воздуха. Многие, чего скрывать, считают это устройство ненужным излишеством, но те, кто уже им пользуется и оценил качества этого прибора, вряд ли уже смогут от него отказаться. Рекуператор воздуха — что это такое?

Это система вентиляции в вашей квартире или частном доме. Установка (монтаж) его становится еще более актуальной, если учесть то, что абсолютное число жителей нашей страны пользуются пластиковыми окнами и надежными металлическими дверями. Удобно, тихо, безопасно.

Но большим минусом этих современных атрибутов нашей жизни является плохая вентиляция наших квартир. Чистый воздух в квартиру практически не поступает.

При наличии системы центрального отопления, он еще в добавок и очень сухой. Циркуляции воздушных потоков в помещении не происходит. Приобретая рекуператор для квартиры, вы решаете сразу несколько проблем:

— воздухообмен;
— увлажнение;
— обогащение воздуха кислородом.

Применение рекуператора воздуха для квартиры


А теперь давайте вспомним, как в холодное время года мы включаем разного рода обогреватели, а летом пользуемся кондиционерами, которые потребляют немалое количество электроэнергии совсем недешевой в наше рыночное время.

Рекуператор способен за короткое время полностью обновить воздух в вашей квартире, очистить его от пыли и других примесей, что особенно важно для людей, страдающих аллергией и для детей. К примеру, всего за каких то два часа он справится с этой задачей на площади типичной двухкомнатной квартиры.

Виды рекуператоров воздуха

Рекуператоры для квартиры бывают трех видов:

1. Пластинчатые.

Это устройство, состоящее из множества металлических пластинок, хорошо проводящих тепло. Приток и вытяжка в них осуществляется за счет того, при хорошем теплообмене воздух в пластинах не перемешивается. Рекуператоры данного вида лучше всего подходят для вентиляции больших по площади и высоте потолков квартир.

2. Роторные.

Этот вид рекуператоров отличается от пластинчатых устройств большим размером. Но, если кто-то сомневается, что громоздкие габариты могут нарушить интерьер его квартиры, то сомнения в этом случае совершенно не оправданы: современные модели роторных устройств хорошо вписываются в любое помещение. Приток и вытяжка воздуха в роторном рекуператоре осуществляется за счет крутящегося ротора (отсюда и его название), сделанного из гофрированной стали.

3. Этиленгликолевые.

Из-за сложности монтажа используются на больших объектах. Устройство этого вида состоит из двух теплообменников. Используемый теплоноситель, циркулирующий в них — этиленгликоль.

Роторный рекуператор воздуха


Преимущества рекуператора

1. Рекуператор воздуха для квартиры чаще всего выпускается производителями в форме цилиндра, состоящего из целого ряда трубочек или пластинок, изготовленных из керамики. Эти устройства удобны, компактны, не представляют сложностей при совершении монтажа.

2. Исходя из того, что рекуператор является прибором так называемой принудительной вентиляции, те же самые производители рекомендуют приобретать сразу два прибора: один из них будет работать на приток, другой на удаление уже отслуживших масс воздуха. Небольшие по размеру, рекуператоры для квартиры оснащены мощной системой очистки воздуха G4-F7.

3. Тепло в вашей квартире сохранится в зимние холода, прохлада и свежесть летом, при этом затраты за электроэнергию не очень сильно опустошат ваш бюджет. Это, пожалуй, является самым главным мотивом для приобретения рекуператора для вашей квартиры.

Принцип работы рекуператора воздуха


Недостатки рекуператоров воздуха

Но, конечно же, делая выбор, вам придется учесть и некоторые недостатки устройства, о которых надо знать еще до совершения покупки.

1. Рекуператор производит при работе много шума. Здесь надо заметить, что некоторые европейские фирмы научились бороться с этим недостатком: они встраивают в устройство приборы, способные подавлять шум.

2. Конструкция устройства допускает образование на его поверхности конденсата, по этой причине теплообменники могут обледенеть.

3. Цена данного товара зависит от многих факторов — от конкретной модели, от ее усовершенствования и т.д. Надо заметить, что некоторые виды рекуператоров для квартиры могут обойтись вам в несколько сотен евро, и это без учета оплаты его монтажа.

Рекуператор воздуха в частном доме: фото


Производители

Рекуператор для квартиры — это устройство, которое уже давно не вызывает споров о целесообразности его приобретения. Вопрос состоит лишь в том, какое устройство лучше, качественней, надежней, долговечнее.

Немецкая фирма по производству рекуператоров для квартир пришла на российский рынок относительно недавно, около пяти лет назад. Но за этот небольшой срок она продемонстрировала такое высокое качество своего товара, что многие потребители выбирают именно эту марку — Marley

.

Вы можете выбрать здесь простенький электровентилятор и сложный агрегат для притока и вытяжки воздуха. Разнообразие ассортимента, высокое качество , доступная цена- вот что определяет лидирующие позиции фирмы Marley. Хочу представить лишь один пример рекуператора для квартиры — это рекуператор марки Marley MFnY-180.

Рекуператор фирмы Marley


При вполне доступной цене в пределах 24-25 тыс. руб устройство обладает следующими преимуществами:

1. Произведено в Германии.
2. Полная бесшумность.
3. Долговечность при эксплуатации.
4. Простота в монтаже.
5. Не требует обслуживания.
6. Фильтры, защищающие от пыли и других микрочастиц G3 и G4.
7. Исключается повышение влажности, а значит, исключается образование плесени и грибка.
8. Значительно сокращаются затраты на отопление.
9. Энергопотребление всего 3-7 Вт.

10. Имеется пульт ДУ.

Сегодня мы разобрали рекуператоры воздуха для квартиры и частного дома, что это такое. Рассмотрели их виды, устройство и применение, преимущества и недостатки. Смотрим видео отзыв.

nomortogelku.xyz

Читайте также:

особенности, принцип работы, разновидности. Установка, минусы и плюсы

Вопросы энергоэффективности жилых домов, коммерческих и промышленных объектов являются одними из наиболее актуальных в современной климатической инженерии. Снижение расходов на отопление или охлаждение помещений достигается с помощью самых разных инструментов. К числу устройств, которые повышают эффективность использования тепловой энергии, относится рекуператор воздуха. Он представляет собой теплообменник специальной конструкции, совмещенный с системой вентиляции.

Его устанавливают в жилых помещениях, производственных цехах, больницах, на транспортных средствах и других объектах.

Конструкция и принцип действия

Система для рекуперации воздушных масс состоит из двух частей. Через первую отводится воздух из помещения, а через вторую производится нагнетание свежего уличного воздуха. Внутри рекуператора между этими потоками происходит обмен теплом. В летнее время воздух из помещений охлаждает приточные воздушные массы, а в зимнее – наоборот, нагревает. Это позволяет снижать нагрузку на системы отопления и кондиционирования, обеспечивать экономию электроэнергии, поддерживать в помещении комфортный и здоровый микроклимат.

В большинстве моделей рекуператоров реализована система автоматизированного управления. Она обеспечивает оптимальный режим работы без вмешательства человека. Также многие разновидности устройств оснащаются фильтрами. Благодаря этому оборудование не только подогревает или охлаждает поступающий с улицы воздух, но и очищает его от пыли и аллергенов.

Виды устройств

  • роторные. Их конструкция включает вращающийся элемент – барабан. Он изготавливается из алюминиевой фольги, которая отличается очень высокой теплопроводностью. Частота вращения ротора контролируется электроникой и определяется перепадом температур воздуха внутри и снаружи помещения. КПД устройства составляет до 87 %;
  • пластинчатые. Наиболее простой и популярный вид рекуператоров. Оборудование не имеет подвижных частей, не потребляет энергию и практически не ломается. К недостаткам пластинчатой конструкции относится сравнительно невысокий КПД (65 %), возможность замерзания зимой, отсутствие влагообмена;
  • рециркуляционные водяные. В таких рекуператорах теплообмен осуществляется с помощью воды. Поскольку исходящий и входящий потоки воздуха отделены друг от друга, происходит только передача тепла между ними, без обмена влажностью. Коэффициент полезного действия находится в пределах 40-70 %;
  • камерные. Оборудование этого типа имеет камеру с особой заслонкой. В нее поступает теплый воздух из помещения и нагревает ее стенки, после чего отводится наружу. Затем заслонка разворачивается и в камеру поступает холодный уличный воздух. Он нагревается от стенок и подается в помещение. КПД устройства может составлять до 80 %.

Плюсы и минусы

К преимуществам рекуператоров относится сокращение расходов на отопление и кондиционирование до 30-50 %, постоянная работа вентиляции, которая позволяет удалять избыточную влажность, неприятные запахи, углекислый газ, а также дает возможность полностью заменить естественное проветривание. При использовании фильтра обеспечивается эффективная очистка свежего воздуха и защита вентиляционного оборудования от загрязнений.

Есть у оборудования и определенные недостатки. Это шум при работе, необходимость периодической очистки каналов. Также нужно отметить необходимость больших разовых финансовых вложений. Правда, эти расходы довольно быстро окупаются.

Критерии выбора рекуператора

При покупке устройства нужно учитывать:

  • климатические условия. Например, пластинчатые модели хорошо подходят для умеренного климата;
  • собственное потребление электроэнергии;
  • класс воздушного фильтра. Модели G3 обеспечивают очистку только от крупных механических частиц. Самый высокий класс – F7 очищает воздух даже от мелкой пыли;
  • размер помещения;
  • способ управления (автоматический или ручной).

Также большое значение имеет фирма-производитель рекуператора. Предпочтение необходимо отдавать продукции проверенных компаний, которые изготавливают оборудование из качественных коррозионно-стойких материалов.

Принцип работы роторного рекуператора воздуха | PoweredHouse

Рекуператор воздуха это бытовой или промышленный прибор, выполняющий функции вентиляции помещения, а также обеспечивающий в процессе работы прогрев или охлаждение нагнетаемого воздуха и регулировку его влажности.

Приборы рекуперации воздуха имеют достаточно разное техническое устройство и принцип действия. Например, пластинчатый рекуператор зарекомендовал себя идеально подходящим для небольших жилых помещений в домах или коттеджах, благодаря своей простоте, дешевизне, компактных габаритах и отсутствию потребности в электроэнергии. Однако для более масштабных задач, связанных с рекуперацией воздуха в более габаритных помещениях, лучшим образом подойдет роторный рекуператор воздуха.

Как видно на приведенной схеме, в основе устройства находится вращающийся барабан (ротор), выполняющий функции теплообменника. Если температура наружного воздуха ниже, нежели в помещении, вытягиваемый из него воздух нагревает ротор, который при вращении отдает полученное тепло наружному воздуху, таким образом осуществляя его подогрев. Воздушные потоки проходят через рекуператор по разделенным вентиляционным каналам, что позволяет практически полностью избежать их смешивания, а теплообмен осуществляется исключительно через вращающийся барабан.

Конструктивно барабан выполнен как набор металлических ячеек, собранных с зазорами для достижения большей площади поверхности теплообмена. Электронная схема, управляющая работой роторного рекуператора, анализирует с помощью датчиков информацию о наружной и внутренней температуре и, управляя скоростью вращения ротора, обеспечивает режим оптимального теплообмена.

На иллюстрации показан внешний вид и схема движения воздушных потоков через роторный рекуператор

Сфера применения роторного рекуператора

Роторный рекуператор представляет собой отдельный элемент комплекса микроклимата помещения и применяется в системах вентиляции помещений средней площади, к примеру:

  • частные дома,
  • гаражи,
  • офисные помещения,
  • небольшие склады и торговые площади.

В связи с тем, что конструкция роторного рекуператора допускает частичное смешивание воздушных потоков, несмотря на раздельные каналы, его нельзя использовать в помещениях, требующих стерильности воздуха, таких как операционные, реанимационные, лаборатории, в которых производится работы с лекарственными средствами, химическими веществами или ювелирными изделиями.

Плюсы и минусы роторного рекуператора

Выделим следующие потребительские и эксплуатационные особенности роторных рекуператоров воздуха:

  • Высокая эффективность работы устройства: КПД находится в пределах 83-87% против аналогичного показателя 45-60% у пластинчатых рекуператоров;
  • Относительно небольшие массо-габаритные характеристики;
  • Управление оборотами барабана регулирует и оптимизирует процесс теплообмена;
  • В холодное время года, благодаря наличию управляющей электроники, регулирующей скорость вращения ротора, практически отсутствует эффект обмерзания теплообменника в следствии конденсации влаги, содержащейся в наружном воздухе;
  • Частично нормализуется влажность воздуха в помещении. При вращении ротора, на нем конденсируются капельки воды из забираемого воздуха, которые насыщают собой воздух нагнетаемый.

Из недостатков подобных устройств отметим следующие:

  • Необходимость в источнике внешнего питания
  • Наличие вращающегося ротора и электронных устройств требует периодического технического обслуживания;
  • Частичное смешивание потоков воздуха сужает сферу применения;

Читайте также: Пассивный дом — особенности технологии

СЕКЦИЯ ПЛАСТИНЧАТОЙ РЕКУПЕРАЦИИ | miravent.

pro

СЕКЦИЯ ПЛАСТИНЧАТОЙ РЕКУПЕРАЦИИ

Один из ключевых блоков Центрального кондиционера позволяющий снижать затраты, направленные на нагрев приточного воздуха в зимний период. Пластинчатые теплообменники применимы только в установках приточно-вытяжного типа.

Принцип работы установок с пластинчатым рекуператором заключается в передаче тепловой энергии от теплого вытяжного воздуха приточному холодному. Утилизируемые из обслуживаемого помещения теплые воздушные массы проходят через вытяжные пластинчатые канала алюминиевого рекуператора и нагревают их, а холодные приточные проходя через смежные приточные пластинчатые канала принимает тепло от нагретых вытяжкой стенок канала.

Рекуператор пластинчатый изготавливается в заводских условиях из фольгированных алюминиевых пластин которые создают систему каналов (тщательно разделенных) для прохождения воздуха (приточного в вытяжного). Организует теплопередачу между каналами через смежные стенки.

Благодаря тому, что каналы тщательно загерметизированы, устранен факт перетока и рециркуляции воздуха. Рекуператоры пластинчатого типа могут применяться в системах вентиляции там, где невозможен и запрещен, даже мельчайший возврат или рециркуляция вытяжного воздуха.

По энергоэффективности среди других типов рекуператоров (роторных и жидкостных) пластинчатый является средне эффективным. Но даже при этом КПД его составляет 60%, а сопротивление сети он придает 200-250 Паскалей.

Пластинчатый теплообменники перекрестного типа не требуют энергозатрат и являются самыми надежными среди альтернативных рекуператоров. Надежность его повышается из-за того, что в нем отсутствуют какие-либо движущиеся части.

Применение пластинчатых рекуператоров возможно в приточно-вытяжных установках как вертикального, так и горизонтального исполнения.


 Для исключения образования наледи в зимний период на стенках рекуператора от влажного вытяжного воздуха, секция теплообмена оснащается температурным датчиком или датчиком дифференциального давления. Эти датчики через систему автоматики управляют встроенным в конструкцию блока клапаном обводного канала. При открытии клапана приточный воздух поступает минуя теплоутилизатор, а теплый вытяжной продолжает проходить через каналы рекуператора и оттаивает его. После оттайки замерзшего вытяжного канала Диф. манометр или температурный датчик подают сигнал на закрытие обводного клапана и приточный воздух начинает подаваться в помещение через рекуператор.

 

«Что такое рекуператор и каков принцип работы рекуператора?

Система рекуперации тепла вентиляции на основе рекуператора стоит более десятка тысяч злотых, но ее использование дает большие преимущества. Это не только способствует экономии энергии, но и обеспечивает комфорт, обусловленный тем фактом, что помещение всегда получает необходимое количество воздуха, которое очищается от пыли и предварительно нагревается

Рекуператор представляет собой устройство, позволяющее снизить потери тепла в результате вентиляции помещения. Принцип работы рекуператора состоит в том, что он нагревает свежий воздух, поступающий в дом, с помощью тепла воздуха, извлекаемого из дома. Другими словами — рекуператор восстанавливает тепло от вентиляции.

Что такое рекуператор?

Высокие затраты на отопление во многом связаны с потерей тепла из-за вентиляции помещения. Теплый воздух удаляется и на его место поступает свежий, но холодный воздух, который необходимо нагреть. В хорошо изолированном доме почти половина поставляемого тепла используется для этой цели. Рекуператор — хороший способ изменить это.

Рекуператор представляет собой устройство, которое позволяет нагревать свежий воздух, поступающий в помещения, с помощью тепла отработанного воздуха. Благодаря рекуператору происходит рекуперация тепла из вентиляции . Эффективность рекуперации тепла лучшего оборудования превышает 90%.

Принцип работы рекуператора

Рекуператор состоит из двух вентиляторов — вытяжного и приточного воздуха — и теплообменника, в котором воздух, поступающий в дом, нагревается от более теплого вытяжного воздуха. У этого также есть фильтры, чтобы остановить загрязнение — более чистый воздух в доме — дополнительное преимущество его использования.

Установка рекуператора

Такая система, безусловно, легче установить в строящемся доме, чем в уже готовом. Это связано с необходимостью снабжать практически все помещения воздуховодами, которые транспортируют приточный и вытяжной воздух.

Эти провода имеют значительный диаметр (по крайней мере, несколько сантиметров с изоляцией, которую рекомендуется использовать), поэтому их трудно спрятать в существующих уголках. Чтобы не беспокоить интерьер, кабели должны быть встроены, что означает хлопотные ремонтные работы.

Установка системы рекуперации лучше всего сочетается с общим ремонтом помещений. Если мы решим это сделать, то в дополнение к комфорту, который дает возможность управлять вентиляцией и очисткой воздуха, мы можем рассчитывать на то, что потребность в тепле для отопления, а следовательно и его стоимость, снизится на 20-30% по сравнению с ситуацией, когда дом работал гравитационная вентиляция.

Наиболее эффективные рекуператоры имеют противоточный теплообменник, который может иметь энтальпию (он также восстанавливает тепло, выделяемое при конденсации, когда он проникает через целлюлозные стенки теплообменника)

Выбор рекуператора: важные параметры

Поскольку рекуператор должен способствовать экономии энергии, параметр, который сразу же привлекает внимание, — это эффективность рекуперации тепла . Вентиляционные установки с противоточным теплообменником достигают максимума. В более дешевых устройствах используются теплообменники с поперечным потоком, имеющие более простую конструкцию и значительно более низкую эффективность. Существуют также теплообменники, в которых не только тепло, но и влага извлекаются из удаленного воздуха.

В дополнение к эффективности теплообменника, эффективность рекуператора также зависит от:

  • энергопотребление вентиляторов, используемых в нем,
  • способ, которым теплообменник не был заблокирован замерзшим конденсатом,
  • свойства воздушного фильтра,
  • возможности системы автоматического управления.

Класс энергоэффективности рекуператора

Быстрая ориентация в параметрах рекуператоров значительно облегчается благодаря энергетическим меткам, которые были обязательны для этих устройств в течение некоторого времени. Класс энергоэффективности рекуператора, размещенный на этикетке, определяется на основе значения, называемого удельным энергопотреблением (JZE), в котором указывается, какую экономию энергии, рассчитанную на квадратный метр площади обслуживаемых помещений, обеспечивает рекуператор в течение года.

Наиболее эффективные устройства отмечены классом A +, что доказывает, что в умеренном климате они экономят более 42 кВтч / (м2 · год) энергии, необходимой для отопления дома. Энергетическая метка также указывает на эффективность рекуператора. Исходя из этого, имея конструкцию системы вентиляции, в которой указана необходимая мощность (обычно в односемейных домах от 200 до 350 м3 / ч), мы можем сразу определить, подходит ли рекуператор для нашего дома.

На этикетке также указано, какой шум производит устройство. Эта информация важна, но если рекуператор не установлен непосредственно рядом со спальней, то нам не следует опасаться, что звук его работы будет беспокоить нас — все современные устройства такого типа, предназначенные для домов на одну семью, можно считать достаточно тихими. Кроме того, самого уровня звукового давления, измеренного во время испытаний громкости, недостаточно, чтобы определить, будет ли создаваемый звук причинять нам неудобства. Большей проблемой обычно является шум воздуха в вентиляционных каналах, особенно на их выходах, из-за слишком высокой скорости.

Окончательный выбор рекуператора следует поручить специалистам, потому что даже если мы знаем, о чем свидетельствуют его основные технические данные, у нас нет опыта, мы можем неверно истолковать его и потом пожалеем о покупке.

Какую эффективность должен иметь рекуператор

Необходимая вместимость рекуператора определяется путем суммирования минимального количества воздуха, которое необходимо удалить из помещений, в зависимости от их предполагаемого использования, указанного в стандарте вентиляции:

  • для кухни с наружным окном, оборудованной газовой или угольной плитой — 70 м3 / час;
  • для кухни с внешним окном, оборудованной электроплитой — 30 м3 / час в квартире до трех человек и 50 м3 / час в квартире более трех человек:
  • для кухни без наружного окна, оборудованной электрической кухней — 50 м3 / час;
  • для кухонь без наружного окна, оборудованных газовой плитой (обязательно с механической вытяжной вентиляцией) — 70 м3 / час;
  • для ванной комнаты с туалетом или без — 50 м3 / час;
  • для отдельного туалета — 30 м3 / час;
  • для подсобного помещения без окна — 15 м3 / час;
  • для жилой комнаты, отделенной от кухни, ванной комнаты и туалета более чем двумя дверями или расположенной на более высоком уровне в доме или в многоуровневой квартире многоквартирного дома — 30 м3 / час.

Вентиляторы рекуператора обычно могут работать на разных скоростях. Требуемые характеристики должны быть обеспечены при работе на средней передаче.

Принцип работы теплообменника рекуператора.

Контекст 1

… разнообразие существующих в настоящее время классификаций теплообменников можно разделить на реверсивные (рекуператоры), регенеративные (регенераторы) и прямого контакта (прямой контактный теплообменник) [1]. Первый тип – это рекуператорный теплообменник, рис. 1, тепло передается из точки В прямым потоком в точку А через материал теплового интерфейса. К общим теплообменникам рекуператора относятся теплообменник с воздушным охлаждением (рис. 2), кожухотрубный теплообменник (рис. 3) [2] и пластинчатый теплообменник (рис. 4) [3,4]….

Контекст 2

… поддерживать постоянную температуру в резервуаре с горячей водой, для нагрева воды использовалась электрическая ложка мощностью 300 Вт с регулятором постоянной температуры, показанная на рис. Тепловизор в этом эксперименте был ThermoPro TP-8, как показано на рисунке 10, тепловизор использовался для наблюдения за двухмерным распределением температуры. В начале эксперимента долейте воду до заданного уровня, после чего начнет нагревать воду электрическая ложка, пока температура воды не достигнет требуемой температуры, которая составляет 30˚C, 40˚C и 50˚C….

Контекст 3

… начало эксперимента, добавление воды до заданного уровня, затем нагревательная электрическая ложка начала нагревать воду до тех пор, пока температура воды не достигнет требуемой температуры, которая была 30°С, 40°С и 50°С. Затем эти две групповые металлические гофрированные листы (типа W и типа N) были погружены в резервуар с горячей водой с одинаковым уровнем воды, рис. металлический гофрированный лист (холодная сторона), зафиксировали все распределения температуры во времени….

Контекст 4

… на рисунке 12 исходное тепловое изображение N-типа при температуре окружающей среды 20˚C, температуре воды 30˚C. В момент времени, равный нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,1°C, что представляет собой тепловой баланс между металлическим листом и окружающей средой. …

Контекст 5

… время равно нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляет 20,1°C, что соответствует тепловому балансу между металлическим листом и окружающей средой.Через 60 секунд, рис. 13, температура S1 поднялась до 21,5 °C, что составляло всего 1,4 °C разницы по сравнению с начальной температурой, это также означало, что скорость повышения температуры была очень медленной при разнице температур 10 ˚C между температурой воды и температурой окружающей среды. Состояние полностью изменилось, когда в металлический гофрированный лист была вставлена ​​тепловая трубка (тип W). На рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на рисунке 13, но вместо этого использовался тип W. …

Контекст 6

. .. 60 секунд, рисунок 13, температура S1 была до 21,5˚C, что составляло всего 1,4˚C разницы по сравнению с начальной температурой, это также означало, что скорость повышения температуры была очень медленной из-за разницы температур 10˚C между температурой воды и температурой окружающей среды. Состояние полностью изменилось, когда в металлический гофрированный лист была вставлена ​​тепловая трубка (тип W). На рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на рисунке 13, но вместо этого использовался тип W. Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20°С.7°C в начальном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 поднялась до 25,5°C, рисунок 15, в данном случае температура повысилась на 4,8°C по сравнению с начальным состоянием. …

Контекст 7

… 60 секунд, рисунок 13, температура S1 была до 21,5˚C, что составляло всего 1,4˚C разницы по сравнению с начальной температурой, она также была это означает, что скорость повышения температуры была очень медленной при разнице температур в 10°C между температурой воды и температурой окружающей среды. Состояние полностью изменилось, когда в металлический гофрированный лист была вставлена ​​тепловая трубка (тип W). На рисунке 14 показаны те же условия испытаний, что и на рисунке 13, но вместо этого использовался тип W. Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,7°C в начальном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 поднялась до 25,5°C, рисунок 15, температура повысилась на 4,8°C по сравнению с начальным состоянием. в этом случае. …

Контекст 8

… состояние было полностью изменено, когда металлический гофрированный лист был вставлен с тепловой трубой (типа W), на рис. 14 показаны те же условия испытаний, что и на рис. 13, но с использованием W вместо этого.Температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 20,7°C в начальном состоянии, однако через 60 секунд температура S1 поднялась до 25,5°C, рисунок 15, температура повысилась на 4,8°C по сравнению с начальным состоянием. в этом случае. Результат показал, по-видимому, что разница температур 4,8°C для W-типа была быстрее, чем разница температур 1,4°C для N-типа. …

Контекст 9

… результат явно показал, что разница температур 4,8˚C для W-типа была быстрее, чем разница температур 1.4˚C для N-типа. На рис. 16 показано сравнение повышения температуры между W-типом и N-типом при температуре воды 30 °C, красная линия представляет скорость повышения температуры для W-типа, а синяя — скорость повышения температуры для N-тип. Кривая показывает, что красный был быстрее, чем синий. …

Контекст 10

… на рисунке 17 исходное тепловое изображение N-типа при температуре окружающей среды 20˚C, температуре воды 40˚C. Когда время равно нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляет 23.6˚С. …

Контекст 11

… в момент времени, равного нулю, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 23,6˚C. Рисунок 18 показывает, что температура S1 остается неизменной на уровне 23,6°C через 60 секунд, в этом случае температура практически не изменилась. На рис. 19 показаны условия испытаний для W-типа в начальных условиях, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 21,7°C. …

Контекст 12

… 18 показал, что температура S1 остается неизменной 23.6˚C через 60 секунд, в этом случае изменения температуры практически не было. На рис. 19 показаны условия испытаний для W-типа в начальных условиях, температура холодной стороны (S1) металлического гофрированного листа составляла 21,7°C. Но через 60 секунд температура S1 поднялась до 30,6°C, рисунок 20, температура поднялась на 8,9°C по сравнению с исходным состоянием. …

Контекст 13

… через 60 секунд температура S1 поднялась до 30,6°C, рисунок 20, температура повысилась на 8,9°C по сравнению с исходным состоянием.На рис. 21 показано сравнение повышения температуры между W-типом и N-типом при температуре воды 40 °C, красная линия представляет скорость повышения температуры для W-типа, а синяя — скорость повышения температуры для N-типа. тип. Кривая показывает, что красный был быстрее, чем синий. …

Контекст 14

… В случае металлического гофрированного листа с тепловой трубой температура поверхности листа будет более однородной, как показано на рисунках 15, 20 и 25.Причина, по которой температура поверхности становится однородной, заключается в том, что тепловая трубка не только передает тепло в осевом направлении листа, но также распространяет тепло в направлении XY листа, что приводит к температуре поверхность листа однородная. …

SolidsWiki

Энциклопедия по оборудованию для обработки и обработки сыпучих материалов


Сеть Solids

 

 

Рекомендуемый продукт

Гомогенизатор высокого давления

Гомогенизаторы высокого давления используются для гомогенизации соединений, требующих высокого давления для процессов. Гомогенизаторы высокого давления часто являются решением, особенно полезным в фармацевтической и биотехнологической промышленности.

Подробнее..

 

 

Услуги

Сертификация, Инспекция, Работа по договору, Курсы, Обучение, Инжиниринг, Консалтинг, Выставки, Техническое обслуживание, Маркетинг, Измерение, Калибровка, Аренда

 

 

Органы управления

Приводы, приводы, системы управления, детекторы, датчики, дозирование, электронные компоненты, индикаторы, счетчики, датчики, программное обеспечение, переключатели, взвешивание

Новости отрасли
{{#widget:Feed

фид-адрес=http://solidsonline. com/news.atom чан=н число=5 по убыванию=0 дата=н тарг=n

}}

Сообщения на SolidsForum
{{#widget:Feed

фидурл=http://www.solidsforum.com/syndication.php?limit=5 чан=н число=5 по убыванию=0 дата=н тарг=n

}}

Предстоящие события
{{#widget:Feed

фид-адрес=http://solidsonline.com/calendar.atom чан=н число=5 по убыванию=0 дата=н тарг=n

}}

Знаете ли вы

Вы можете скачать эту шведскую электронную книгу о силосных пожарах бесплатно! Silo Fires подчеркивает оперативную тактику, которая в основном основана на использовании газообразного азота для инертизации бункера.

Пожар в силосах влечет за собой множество опасностей, в том числе риск взрыва газа и пыли, которые могут привести как к серьезным травмам персонала, так и к риску распространения огня на соответствующие конвейерные системы, что может быстро привести к значительным повреждениям. Считается, что использование газообразного азота позволяет свести к минимуму риск травм и повреждения имущества.

lw:Главная страница gw:Главная страница

Коммерческие устройства утилизации тепла



Коммерческие устройства рекуперации отработанного тепла

8.5 Коммерческие устройства рекуперации отработанного тепла

Рекуператоры

В рекуператоре происходит теплообмен между дымовыми газами и воздух через металлические или керамические стены.Воздуховоды или трубки несут воздух для предварительного нагрева горения другая сторона содержит отработанное тепло поток. Показан рекуператор для утилизации отработанного тепла дымовых газов. на рисунке 8.1.

Простейшая конфигурация рекуператора – металлическое излучение рекуператор, состоящий из двух концентрических металлических трубок как показано на рисунке 8. 2. Внутренняя труба несет горячие выхлопные газы, в то время как внешнее кольцо переносит воздух для горения из атмосферы в воздухозаборники горелок топки.Горячие газы охлаждаются поступающий воздух для горения, который теперь несет дополнительную энергию в горение камера. Это энергия, которая не должна поставляться с топливом; следовательно, при данной загрузке печи сжигается меньше топлива.

Рисунок 8.2. Металлический рекуператор излучения

Экономия топлива также означает уменьшение количества воздуха для горения и, следовательно, потери дымовых газов уменьшаются не только за счет снижения температуры дымовых газов но и путем выпуска меньшего количества выхлопных газов.Радиация рекуператор получил свое название из-за того, что значительная часть теплопередача от горячих газов к поверхности внутренней трубы происходит за счет лучистого переноса тепла. Холодный воздух в однолетниках, однако, почти прозрачен для инфракрасного излучения, так что только конвекционное тепло передача происходит в поступающий воздух. Как показано на схеме, два газовых потока обычно параллельны, хотя конфигурация была бы проще и теплообмен эффективнее, если бы потоки были встречными по направлению (или противотоку).Причина использования параллельного потока заключается в том, что рекуператоры часто выполняют дополнительную функцию охлаждения воздуховод, уносящий выхлопные газы и, следовательно, расширяющий его срок службы.

Вторая распространенная конфигурация рекуператоров называется трубчатой. или конвективный рекуператор.

Горячие газы проходят через ряд параллельных отверстий малого диаметра трубы, а поступающий на подогрев воздух поступает в оболочку, окружающую трубы и проходит над горячими трубами один или несколько раз в направлении нормально к своим осям

Если трубы снабжены перегородкой, позволяющей газу пройти через них дважды, теплообменник называется двухходовым рекуператором; если используются две перегородки, трехходовой рекуператор и др.Хотя недоумение увеличивает как стоимость теплообменника и падение давления в тракте воздуха для горения, это повышает эффективность теплообмена. Рекуператоры кожухотрубного типа как правило, более компактны и имеют более высокую эффективность, чем излучение рекуператоры из-за большей площади теплопередачи, которая стала возможной благодаря использование нескольких трубок и многократных проходов газов.

Радиационно-конвективный гибридный рекуператор:

Для максимальной эффективности теплопередачи, комбинации излучения используются конвективные конструкции, с рекуператором высокотемпературного излучения за ним следует конвекционный тип.

Они дороже, чем простые металлические рекуператоры радиации, но менее громоздки. Показан конвективно-радиационный гибридный рекуператор. на рис. 8.4

Керамический рекуператор

Принципиальное ограничение на рекуперацию тепла металлических рекуператоров – снижение ресурса футеровки при температурах на входе более 1100°С. Чтобы преодолеть температурные ограничения металлических рекуператоров, разработаны керамические трубчатые рекуператоры, материалы которых позволяют эксплуатировать на стороне газа до 1550°C и на стороне предварительно нагретого воздуха до 815°C на более-менее практическую основу. Ранние керамические рекуператоры были построены из плитка и соединены с печным цементом, а термоциклирование вызвало растрескивание стыков и быстрого износа труб. Представлены более поздние разработки различные виды коротких трубок из карбида кремния, которые можно соединить гибкими уплотнения, расположенные в воздуховодах.

В более ранних конструкциях степень утечки составляла от 8 до 60 процентов. Сообщается, что новые конструкции прослужат два года при температуре предварительного нагрева воздуха. до 700°C, с гораздо более низким уровнем утечки.

Регенератор

Регенерация, предпочтительная для больших мощностей, была очень широко используется в стекольных и сталеплавильных печах. Существуют важные отношения между размером регенератора, временем между реверсами, толщиной кирпича, проводимость кирпича и коэффициент накопления тепла кирпича.

В регенераторе важным аспектом является время между реверсами. Длительные периоды будут означать более высокий запас тепла и, следовательно, более высокую стоимость. Кроме того, длительные периоды реверсирования приводят к более низкой средней температуре предварительного нагрева. и, следовательно, снизить расход топлива. (См. рис. 8.5).

Накопление пыли и шлака на поверхностях снижает эффективность теплопередачи по мере старения печи. Потери тепла от стенки регенератора и воздух в неплотностях в газовый период и утечках в воздушный период также снижает теплоотдачу.

Тепловые колеса

Тепловое колесо находит все большее применение при низких и средних температурах системы рекуперации отработанного тепла.Рисунок 8.6 представляет собой эскиз, иллюстрирующий приложение. теплового колеса.

Это большой пористый диск, изготовленный из материала, имеющего довольно высокая теплоемкость, которая вращается между двумя рядом расположенными воздуховодами: один канал холодного газа, другой канал горячего газа. Ось диска расположена параллельно и на перегородке между двумя воздуховодами. Как диск медленно вращается, явная теплота (влага, содержащая скрытую теплоту) переносится на диск горячим воздухом и, по мере вращения диска, от диск на холодный воздух.Общая эффективность явного теплообмена для этого типа регенератора может достигать 85 процентов. Тепловые колеса были построены диаметром 21 метр с пропускной способностью воздуха до 1130 м3/мин.

Разновидностью теплового колеса является роторный регенератор, в котором матрица находится в цилиндре, вращающемся поперек потоков отработавших газов и воздуха. Жара или колесо рекуперации энергии представляет собой вращающийся газовый регенератор тепла, который может передавать тепла от выхлопных газов к входящим газам.Основная сфера его применения там, где теплообмен между большими массами воздуха, имеющими малую разницу температур требуется для. Системы отопления и вентиляции и рекуперация тепла от осушитель отработанного воздуха является типичным применением.

Тепловая трубка

Тепловая трубка может передавать в 100 раз больше тепловой энергии, чем медь, самый известный дирижер. Другими словами, тепловая труба – это тепловая энергия. поглощающей и передающей системы и не имеют движущихся частей и, следовательно, требуют минимальное техническое обслуживание.

Тепловая трубка состоит из трех элементов – герметичного контейнера, капилляра. фитильная структура и рабочая жидкость. Капиллярная структура фитиля интегрально встроен во внутреннюю поверхность трубки контейнера и запаян под вакуумом. Тепловая энергия, приложенная к внешней поверхности нагревателя труба находится в равновесии с собственным паром, так как трубка контейнера герметизирована под вакуумом. Тепловая энергия, приложенная к внешней поверхности нагревателя труба вызывает мгновенное испарение рабочей жидкости у поверхности.Образующийся при этом пар поглощает скрытую теплоту парообразования, и эта часть тепловой трубы становится областью испарения. Затем пар проходит на другой конец трубы, где тепловая энергия удаляется, вызывая пар снова конденсируется в жидкость, тем самым освобождая латентное тепло конденсации. Эта часть тепловой трубы работает как конденсатор. область, край. Конденсированная жидкость затем течет обратно в область испарения. Рисунок тепловой трубы показан на рисунке 8.7

Производительность и преимущества

Теплообменник с тепловыми трубками (HPHE) представляет собой легкий компактный рекуператор тепла. система. Практически не требует механического обслуживания, т.к. нет движущихся частей, которые могут изнашиваться. Для его работы не требуется входная мощность и свободен от охлаждающей воды и систем смазки. Это также снижает потребность вентилятора в лошадиных силах и увеличивает общую тепловую эффективность системы. Системы рекуперации тепла с тепловыми трубками способны работать при 315°С.с рекуперацией тепла от 60% до 80%.

Типичное применение

Тепловые трубы используются в следующих промышленных целях:

  1. От процесса к отоплению помещений: теплообменник с тепловыми трубками передает тепловая энергия от технологических выхлопов для отопления здания. То при необходимости можно смешать подогретый воздух. Требование дополнительных нагревательное оборудование для подачи нагретого подпиточного воздуха резко сокращается или устранены.
  2. От процесса к процессу: теплообменники с тепловыми трубками восстанавливают отходы тепловую энергию от технологического выхлопа и передать эту энергию поступающий технологический воздух. Таким образом, поступающий воздух нагревается и может использоваться для того же процесса/других процессов и снижает энергопотребление процесса потребление.
  3. Области применения HVAC:
  4. Охлаждение: теплообменники с тепловыми трубками предварительно охлаждают состав здания. воздуха летом и, таким образом, снижает общее количество тонн холода, кроме от эксплуатационной экономии системы охлаждения.Тепловая энергия подача рекуперируется из холодного выхлопа и передается на горячий подача подпиточного воздуха.

    Обогрев: зимой описанный выше процесс выполняется в обратном порядке для предварительного нагрева. макияж воздуха.

Другие применения в промышленности:

  • Подогрев воздуха для горения котла
  • Утилизация сбросного тепла печей
  • Подогрев свежего воздуха для осушителей горячим воздухом
  • Утилизация отработанного тепла каталитического дезодорирующего оборудования
  • Повторное использование отработанного тепла печи в качестве источника тепла для другой печи
  • Охлаждение закрытых помещений наружным воздухом
  • Предварительный подогрев питательной воды котла с рекуперацией тепла дымовых газов газов в экономайзерах с тепловыми трубками.
  • Печи для сушки, соления и обжига
  • Утилизация отработанного пара
  • Печи для обжига кирпича (вторичное восстановление)
  • Отражательные печи (вторичное восстановление)
  • Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Экономайзер

В случае котельной системы может быть предусмотрен экономайзер для использования теплота дымовых газов для предварительного нагрева питательной воды котла. С другой стороны, в воздухоподогревателе отработанное тепло используется для нагрева воздуха для горения.В В обоих случаях происходит соответствующее снижение потребности в топливе. котла. Экономайзер показан на рис. 8.8.

За каждые 220°C снижения температуры дымовых газов за счет прохождения через экономайзер или предпусковой подогреватель, экономия топлива в котле 1%. Другими словами, на каждые 60°C повышения температуры питательной воды на экономайзер, или повышение температуры воздуха для горения на 200°С за счет предпусковой подогреватель, экономия топлива в котле 1%.

Кожухотрубный теплообменник:

Когда среда, содержащая отходящее тепло, представляет собой жидкость или пар, которые нагревают другую жидкость, то необходимо использовать кожухотрубный теплообменник, т.к. оба пути должны быть закрыты, чтобы сдерживать давление соответствующих жидкости. Оболочка содержит пучок труб и, как правило, внутренние перегородки. для направления жидкости в оболочке по трубкам в несколько проходов. То оболочка по своей природе слабее, чем трубы, поэтому более высокое давление жидкость циркулирует в трубках, в то время как жидкость с более низким давлением течет через оболочку.Когда пар содержит отработанное тепло, он обычно конденсируется, отдавая свою скрытую теплоту нагреваемой жидкости. В этом приложении пар почти всегда содержится внутри оболочки. Если наоборот попытка конденсации паров в пределах малого диаметра параллельно трубы вызывают нестабильность потока. Доступны трубчатые и кожухотрубные теплообменники. в широком диапазоне стандартных размеров с множеством комбинаций материалов для труб и оболочек. Изображен кожухотрубный теплообменник. на рисунке 8.9.

Рисунок 8.9 Кожухотрубный теплообменник

Типичные области применения кожухотрубных теплообменников включают отопление жидкости с теплотой, содержащейся в конденсатах от охлаждения и системы кондиционирования воздуха; конденсат технологического пара; охлаждающие жидкости от топочные дверцы, решетки и опоры для труб; охлаждающие жидкости двигателей, воздушных компрессоров, подшипники и смазочные материалы; и конденсаты процессов дистилляции.

Пластинчатый теплообменник

Стоимость поверхностей теплообмена является основным фактором затрат, когда температура отличия не большие. Одним из способов решения этой проблемы является пластина тип теплообменника, который состоит из ряда отдельных параллельных пластин образуя тонкий проход. Каждая пластина отделена от следующей прокладками и горячий поток проходит параллельно через альтернативные пластины, в то время как нагреваемая жидкость проходит параллельно между горячими пластинами.К для улучшения теплоотдачи пластины имеют гофрирование.

Горячая жидкость, проходящая через нижнее отверстие в головке, может проходят вверх между каждой второй пластиной, в то время как холодная жидкость находится в верхней части головке разрешается проходить вниз между нечетными пластинами. Когда направления горячих и холодных жидкостей противоположны, расположение описано как противоток. Пластинчатый теплообменник показан на рис. 8.10.

Типичные промышленные применения:

  • Участок пастеризации на заводе по упаковке молока.
  • Выпарные установки в пищевой промышленности.

Теплообменник с вращающейся катушкой

Принципиально аналогичен теплообменнику с тепловыми трубками. Жара из горячей жидкости передается в более холодную жидкость через промежуточный жидкость, известная как теплоноситель. Один виток этого замкнутого контура установлен в горячем потоке, а другой в холодном потоке. Тираж этой жидкости поддерживается с помощью циркуляционного насоса.

Это более полезно, когда горячая земля, холодные жидкости расположены далеко друг от друга и труднодоступны.

Типичными промышленными применениями являются рекуперация тепла от вентиляции, кондиционирование воздуха и низкотемпературная рекуперация тепла.

Котлы-утилизаторы

Котлы-утилизаторы – это обычно водотрубные котлы, в которых выхлопные газы газовых турбин, мусоросжигательных заводов и т. д. проходят через ряд параллельных трубок с водой.Вода испаряется в трубках и собирается в паровой барабан, из которого отводится для использования в качестве обогревателя. или технологический пар.

Поскольку выхлопные газы обычно имеют среднюю температуру а в целях экономии места можно изготовить более компактный котел если водяные трубы оребрены для увеличения эффективной теплоотдачи переходная зона на стороне газа. На рисунке 8.11 показан грязевой барабан, комплект труб, по которым проходят горячие газы дважды, и паровой барабан который собирает пар, образующийся над поверхностью воды.Давление при которой вырабатывается пар и скорость производства пара зависит на температуру сбросного тепла. Давление чистого пара в наличие его жидкости зависит от температуры жидкости из которого испаряется. Таблицы пара табулируют это отношение между давлением насыщения и температурой. Если отработанное тепло в выхлопных газов недостаточно для создания необходимого количества технологических паровые, вспомогательные горелки, которые сжигают топливо в котле-утилизаторе или добавлены дожигатели в дымоходе.Котлы-утилизаторы встроенные емкости от 25 м3 почти 30 000 м3/мин. выхлопных газов.

Типичным применением котлов-утилизаторов является рекуперация энергии из выхлопы газовых турбин, поршневых двигателей, мусоросжигательных заводов и печи.

Тепловые насосы:

В различных коммерческих вариантах, обсуждавшихся ранее, мы находим отходы передача тепла от горячей жидкости к жидкости с более низкой температурой.Тепло должно течь самопроизвольно «вниз», то есть из системы, находящейся на высокой температуры к единице при более низкой температуре. Когда энергия многократно передается или трансформируясь, он становится все менее и менее доступным для использования. В конце концов что энергия имеет такую ​​низкую интенсивность (находится в среде при такой низкой температуре) что он больше не доступен для выполнения полезной функции.

Это было принято в качестве общего практического правила в промышленных операциях. что жидкости с температурой ниже 120°С (а лучше 150°С для обеспечения безопасный запас), в качестве предела для рекуперации отработанного тепла из-за риска конденсация агрессивных жидкостей. Однако, поскольку стоимость топлива продолжает расти подъем, даже такое отработанное тепло может быть экономично использовано для обогрева помещений. и другие низкотемпературные применения. Можно обратить вспять направление спонтанного потока энергии с помощью термодинамической системы известный как тепловой насос.

Большинство тепловых насосов работают по принципу сжатия пара. цикл. В этом цикле циркулирующее вещество физически разделяется от источника (утилизированное тепло, с температурой Tin) и потребителя (тепло для использования в процессе, Tout) потоков, и повторно используется в циклическом моды, поэтому называется «замкнутый цикл».В тепловом насосе происходит следующее. происходят процессы:

  1. В испарителе тепло извлекается из источника тепла в кипятить циркулирующее вещество;
  2. Циркулирующее вещество сжимается компрессором, поднимая его давление и температура; Низкотемпературный пар сжимается компрессором, который требует внешней работы. Работа, выполненная на пар повышает свое давление и температуру до уровня, при котором его энергия становится доступным для использования
  3. Тепло подается в конденсатор;
  4. Давление циркулирующего вещества (рабочей жидкости) снижено вернуться к состоянию испарителя в дроссельном клапане, где цикл повторяется.

Тепловой насос был разработан как система отопления помещений, где низкая температура энергия из окружающего воздуха, воды или земли передается в систему отопления температуры, выполняя работу сжатия с помощью компрессора с электродвигателем. Устройство теплового насоса показано на рисунке 8.12.

Тепловые насосы способны повышать тепло до значения, превышающего в два раза больше энергии, потребляемой устройством. Потенциал для применения тепловых насосов растет, и многие отрасли получили выгоду от утилизация низкопотенциального сбросного тепла путем его модернизации и использования в основном технологический поток.

Применение тепловых насосов наиболее перспективно, когда и отопление, и Возможности охлаждения можно использовать в комбинации. Один такой пример этого это завод по производству пластмасс, где охлажденная вода от тепла используется для охлаждения машины для литья под давлением, в то время как тепловая мощность теплового насоса Используется для обогрева фабрики или офиса. Другие примеры теплового насоса установка включает сушку продукта, поддержание сухой атмосферы для хранения и осушение сжатого воздуха.

Термокомпрессор :

Во многих случаях пар очень низкого давления повторно используется в качестве воды после конденсации. из-за отсутствия лучшего варианта повторного использования. Во многих случаях становится возможным сжимать этот пар низкого давления паром очень высокого давления и повторно использовать это пар среднего давления. Основная энергия пара находится в его скрытой теплотворной способности и, таким образом, термосжатие дало бы значительное улучшение рекуперация отработанного тепла.

Термокомпрессор представляет собой простое оборудование с насадкой, в которой пар ВД ускоряется в высокоскоростную жидкость.Это увлекает пар НД передачей импульса, а затем повторно сжимается в расходящейся трубке Вентури. Фигура термокомпрессора показан на рис. 8.13.

Обычно используется в испарителях, где кипящий пар рекомпрессируется. и используется в качестве греющего пара.

Рисунок 8.13 Термокомпрессор

Теплообменник прямого контакта:

Пар низкого давления может также использоваться для предварительного нагрева питательной воды или некоторых другая жидкость, где допустима смешиваемость.Этот принцип используется в Теплообменник с прямым контактом и находит широкое применение в парогенерирующих установках. станция. По сути, они состоят из нескольких лотков, установленных один над другой или упакованные кровати. Пар подается под насадку, в то время как сверху брызжет холодная вода. Пар полностью конденсируется в поступающая вода нагревает ее. Фигура теплоты прямого контакта теплообменник показан на рис. 8.14. Типичное применение в деаэраторе парогенераторной станции.

Что такое теплообменник? — Полное объяснение

Что такое теплообменник?

Теплообменники – это оборудование, используемое для передачи тепловой энергии (энтальпии) между двумя или более жидкостями. Эти жидкости могут быть жидкостями, парами или газами. Это может быть между твердой поверхностью и жидкостью, между твердыми частицами и жидкостью, между жидкостью и жидкостью, газом в газе и жидкостью в газе при различных температурах, где T1 (температура жидкости 1) ≠ T2 (температура жидкости 2) и в тепловом режиме. контакт.Эти жидкости могут быть однофазными или двухфазными, могут быть разделены или находиться в непосредственном контакте в зависимости от типа теплообменника. Для повышения эффективности теплообменника необходимо увеличить площадь поверхности стенки между двумя жидкостями и свести к минимуму сопротивление потоку жидкости через теплообменник.

Обычно процесс включает нагрев и охлаждение жидкости или испарение и конденсацию в зависимости от применения и использования. В некоторых других приложениях они используются для отвода или рекуперации тепла, пастеризации, стерилизации, кристаллизации, фракционирования, дистилляции или контроля технологической жидкости.

Выбор конкретного типа теплообменника зависит от различных факторов, таких как –

  • Природа двух жидкостей
  • их давление
  • их температура
  • скорость потока
  • Требуемая скорость теплопередачи
  • 90 Важно понимать основной принцип работы теплообменника и то, какой теплообменник можно использовать в соответствии с требуемыми условиями.

    Основной принцип работы теплообменника

    Независимо от конструкции все теплообменники работают под одной крышей.Это 3 закона термодинамики, а именно нулевой, первый и второй закон термодинамики. Эти законы облегчают передачу или обмен тепла от одной жидкости к другой.

    Теплообменник представляет собой устройство, включающее 2 или более текучих сред, передающих тепло от одной среды к другой. Как правило, одна из жидкостей имеет значительно более высокую температуру по сравнению с другой.

    Итак, теперь у нас есть холодная и горячая жидкости. Как и в случае, когда они пытаются двигаться к стабильности, теплообменник позволяет теплу передаваться от горячей жидкости или среды к холодной жидкости прямо или косвенно.

    В результате горячая жидкость становится немного холоднее, а холодная жидкость немного горячее.

    Способы теплообмена – Механизм теплопередачи

    Теплообмен или передача тепла может осуществляться в основном посредством трех процессов

    1. Проводимость –

    низкая вибрирующая молекулярная температура, которая находится в физическом контакте друг с другом. Первый имеет более высокую, а второй — более низкую кинетическую энергию.Наиболее предпочтительно это происходит в твердом теле из-за столкновения молекул. Они также известны как теплопроводность или теплопроводность. Например. – Горячая чашка чая ставится на стол. Передача тепла от чашки к столу.

    2. Конвекция –

    Теплопередача происходит внутри жидкостей из-за разности плотностей. Это происходит, когда жидкость движется и уносит тепловую энергию. Например. — кипячение воды. Молекулы горячей воды на нижней поверхности нагреваются, становятся легче и движутся вверх, в то время как плотные молекулы воды движутся сверху вниз.

    3. Излучение –

    Это процесс, при котором тепло передается посредством электромагнитных волн. Он не требует какой-либо среды для передачи тепла и может переноситься в вакууме или любой прозрачной среде. Эти волны генерируются быстрым движением заряженных протонов и электронов. Например, микроволновое излучение, испускаемое в духовке.

    Рассчитывается по закону Стефана Больцмана.

    Жидкости, используемые в теплообменнике

    Теплоноситель может быть жидким или газообразным в зависимости от применения или типа теплообменника и используемого материала. Это может быть воздух, вода, масло, водный гликоль, хлорированная соленая вода, кислоты и т. д.
    Перед выбором жидкости необходимо обратить внимание в основном на три различных параметра;
    Что включает в себя их физическое состояние, химические свойства и термические свойства. Если мы подробнее остановимся на этом, жидкость необходимо выбирать на основе ее температуры, щелочной или кислотной, скорости потока, давления, фазового перехода и т. д.

    Вода как жидкость- обменник, потому что он дешевле, имеет высокую теплоемкость (количество тепла, которое жидкость может удерживать без изменения своей температуры) и его легко транспортировать.

    Масла, синтетические углеводороды или жидкости на основе кремния используются для высоких температур.

    Газы, такие как водяной пар, азот, аргон, гелий, водород, используются там, где жидкости не подходят. так, чтобы получить эффективные условия работы теплообменника, использующего газы в качестве жидкости, давление повышают, чтобы увеличить скорость потока газов.

    В целом температура кипения и теплоемкость должны быть высокими. Поскольку высокие температуры кипения предотвращают испарение жидкости при более высоких температурах, а высокая теплоемкость позволяет небольшому количеству жидкости очень эффективно передавать большое количество тепла.

    Некоторые основные характеристики жидкостей

    1. Низкая вязкость — способствует легкому течению жидкости и снижает затраты на перекачку.
    2. Неагрессивный — протекающая жидкость должна избегать коррозии на стенках трубы, что снижает затраты на техническое обслуживание.
    3. Высокая температуропроводность и теплопроводность
    4. Высокая температура кипения и низкая температура замерзания — помогает оставаться в одной и той же фазе при теплообмене.

    Выбор материала для теплообменника

    Выбор материала зависит от различных факторов, таких как область применения, тепловая эффективность, коррозионная стойкость, долговечность, очищаемость, а также стоимость и доступность материала.

    Существуют различные материалы, такие как металлы, керамика, пластмассы, композиты и т. д., и каждый из них имеет преимущества перед другими.

    • Графитовый теплообменник– Высокая теплопроводность и устойчивость к коррозии.
    • Керамический теплообменник – Выдерживают высокие температуры свыше 1000 градусов Цельсия. В этом диапазоне такие металлы, как железо, медь, сталь, легко плавятся.
    • Композитный теплообменник — композиты представляют собой объединение двух или более материалов. Вы можете смешать материал с высокой теплопроводностью с материалом с низким весом и лучшей коррозионной стойкостью пластика.

    Что такое пересечение температуры

    Предположим сценарий, в котором температура горячей жидкости на входе (жидкость 1) составляет 70°C, а температура холодной жидкости на входе (жидкость 2) составляет 30°C, а температура на выходе температура жидкости 1 составляет 45°C, а температура жидкости 2 на выходе составляет 47°C. Теперь это условие температурного перехода, когда температура на выходе холодной жидкости превышает температуру на выходе горячей жидкости. Это важный фактор, который необходимо учитывать при проектировании теплообменника. Это снижает эффективность обменника.
    Чтобы избежать этого, можно увеличить скорость потока холодной жидкости (жидкость 2), а в некоторых случаях этого нельзя избежать, поэтому лучшим вариантом для этого является пластинчатый теплообменник.

    Горячая жидкость

    (жидкость 1)

    (жидкость 1)

    холодная жидкость

    (Fluid 2)

    входная температура 700 ° C 30 ° C
    Temp 45 ° C 47 ° C 47 ° C

    Классификация или типы теплообменников

    Теплообменники могут быть классифицированы на 5 категорий —

    Классификация на основе механизмов потока

    1. Параллельный поток-

    Эти теплообменники также известны как прямоточные теплообменники. Это устройства, в которых обе жидкости входят с одного конца и движутся в одном направлении к другому концу. В этих конструкциях разница температур на входе велика, но температура жидкости на выходе достигает аналогичного значения. Хотя эти устройства имеют более низкую эффективность по сравнению с противоточными устройствами, они имеют тепловую однородность по всей стенке теплообменника.

    2. Противоточные теплообменники –

    Противоточные теплообменники также известны как потоки, в которых жидкости входят с противоположных концов и движутся антипараллельно друг другу. Он обеспечивает самый высокий поток теплопередачи и является наиболее эффективным во всех схемах потока.

    3. Поперечный поток –

    В устройствах с поперечным потоком жидкости текут перпендикулярно друг другу. Они имеют эффективность между параллельными и противоточными механизмами.

    В промышленности используются устройства с гибридным типом потока, такие как теплообменники с встречным и поперечным потоком и многоходовые теплообменники.

    Почему противоточные теплообменники имеют более высокую эффективность, чем прямоточные?

    В основном есть 3 пункта, объясняющих, почему встречный поток более эффективен, чем параллельный.

    1. Температурный градиент – Как вы можете видеть на графике, средняя разница температур или температурный градиент сильно различаются в параллельном потоке, что вызывает термическую нагрузку на стенку.Наоборот, противоток имеет равномерное распределение термических напряжений по всему процессу.
    2. Температура на выходе холодной жидкости достигает максимальной температуры горячей жидкости в противотоке.
    3. Поскольку разница температур на протяжении всего процесса более равномерна, скорость теплопередачи также одинакова.

    Что такое LMTD (средняя логарифмическая разница температур)?

    LMTD используется для расчета производительности и эффективности теплообменников. LMTD означает логарифмическую среднюю разность температур. Это среднее логарифмическое значение разницы температур горячей и холодной жидкости. LMTD прямо пропорциональна количеству теплообмена. Так, с увеличением значения LMTD увеличивается значение теплообмена между жидкостями или наоборот.

    Как мы знаем, количество теплообмена может быть выражено как –

    Поправочный коэффициент LMTD

    Теперь, прежде чем понять поправочный коэффициент LMTD, давайте разберемся, что такое проход теплообменника.
    Под проходом теплообменника понимается поток жидкости от одного конца к другому. Если это один проход оболочки, то жидкость входит с одного конца и выходит с другого.

    Если это 2 прохода оболочки или двойной проход оболочки, тогда жидкость входит и выходит с одного и того же конца. И так далее
    Больших нет. прохода, большая скорость теплопередачи, но в то же время может также привести к высоким потерям давления и высокой скорости.

    Давайте поймем это из диаграммы.

    Итак, возвращаясь к теме, LMTD действителен только для одного прохода оболочки и одного прохода трубы.При многократном отсутствии кожухотрубного прохода поток жидкости не является ни параллельным, ни встречным. Следовательно, для этой геометрической неравномерности рассчитывается поправочный коэффициент LMTD (F) для получения скорректированной средней разности температур (скорректированная MTD) или эффективной движущей силы.

    Скорректированный LMTD = F* LMTD

    Что такое эффективность теплопередачи – метод NTU?

    Когда площадь теплопередачи поверхности известна, но неизвестна более чем одна температура на выходе и на входе, LMTD может применяться с подходом ударов и следов, но метод эффективности-NTU всегда предпочтительнее и применяется к прецессии Результаты.
    Эффективность является мерой тепловых характеристик теплообменника. Это отношение фактической скорости теплопередачи от горячей жидкости к холодной к максимальной термодинамически допустимой скорости теплопередачи.

    Поскольку фактическая теплопередача никогда не может превышать максимальную теплопередачу, всегда значение ∈<1. Для любой заданной пары жидкости противоточные течения имеют максимальную эффективность.
    Повышение эффективности нелинейно с NTU.

    Классификация на основе фазы

    1.Однофазный и двухфазный теплообмен

    В однофазном теплообменнике жидкости не претерпевают фазового перехода на протяжении всего процесса теплопередачи. Входное и выходное состояние или фаза жидкости остаются неизменными. Например, в приложениях для теплопередачи жидкость-жидкость более теплая жидкость теряет тепло и передается более холодной жидкости, и ни одна из жидкостей не переходит в газообразное или твердое состояние.

    При двухфазной теплопередаче жидкости претерпевают фазовый переход в процессе теплопередачи.Фазовый переход может происходить в обеих или в одной из жидкостей, что приводит к изменению состояния из жидкого в газообразное или из газа в жидкое. Как правило, конструкции двухфазных теплообменников более сложны и сложны по сравнению с однофазными теплообменниками.
    Конденсаторы, бойлеры, испарители — это некоторые устройства, в которых используется двухфазный механизм.

    Типы двухфазных теплообменников

    Конденсатор представляет собой теплообменник, который используется для конденсации или охлаждения жидкости из газообразного состояния в жидкое.Это двухфазный теплообменник, который преобразует газообразную фазу в жидкую. В ходе этого процесса скрытая теплота высвобождается веществом и передается в окружающую среду. Они используются для эффективного отвода тепла во многих промышленных процессах. Он бывает разных размеров, от маленьких до очень больших.

    Принцип действия

    Предназначен для передачи тепла от горячей рабочей жидкости к другой жидкости или окружающему воздуху. Теплопередача между жидкостями происходит при фазовом переходе, в данном случае при конденсации пара в жидкость.

    Пар обычно поступает в конденсатор при относительно высокой температуре по сравнению с другой жидкостью. Когда пар охлаждается, он понижается до температуры насыщения, конденсируется в жидкость и высвобождает большое количество скрытой теплоты.

    Как показано на рисунке ниже, жидкость охлаждается из газа (г) в жидкость (ж)

    Скорость теплопередачи в конденсаторе обозначена ниже теплообменное устройство, которое используется для преобразования химического вещества из жидкости в газообразное или парообразное состояние.Другими словами, испаритель — это система охлаждения, извлекающая тепло из окружающей среды. Во время этого процесса тепло передается веществу из окружающей среды или горячей жидкости.

    – Принцип действия

    Раствор подается в испаритель и проходит через источник тепла. Приложенное или впрыснутое тепло превращает жидкость или воду в пар.

    Испарение происходит от m до g.

    Бойлеры

    Бойлер представляет собой закрытый сосуд, в котором нагревается жидкость (обычно вода). Не обязательно, чтобы жидкость в котлах кипела. Нагретая жидкость или испарившаяся жидкость выходит из котла и проходит в другую камеру или используется для различных процессов или нагревания. Это включает в себя подогрев воды, приготовление пищи, канализацию, центральное отопление.

    Принцип работы

    Основной принцип работы котла очень прост для понимания. Топливо, как правило, уголь сжигается в топке с образованием горячих газов. Эти горячие газы соприкасаются с водоемами, находящимися в закрытом сосуде.Это приводит к процессу теплопередачи от горячих газов к воде, в результате чего в котле образуется пар.
    После этого пар подается на турбину тепловой или паровой электростанции.

    `

    Теплообменники рекуперативные VS Теплообменники регенеративные

    Рекуператоры — это те, в которых две жидкости все время разделены либо прямым, либо косвенным контактом (через твердый барьер) друг с другом. Рекуператор представляет собой противоточный теплообменник-утилизатор тепла, расположенный внутри подачи для рекуперации отработанного тепла.
    В рекуперативных теплообменниках каждая жидкость вместе течет по собственному каналу внутри теплообменников. С другой стороны, регенеративный теплообменник, также известный как емкостной теплообменник, позволяет жидкости альтернативно течь через канал. В этих двух описанных выше типах рекуперативные теплообменники широко используются в промышленности.

    Принцип работы рекуперативных теплообменников

    Рекуператоры представляют собой теплообменник, в котором энергия горячих продуктов сгорания, известных как дымовые газы, передается холодному воздуху, подаваемому для сжигания.Например, В газотурбинных двигателях воздух сжимается, а затем смешивается с топливом, которое затем сжигается и приводит в движение турбину. Рекуператор, как показано на рисунке выше, заменяет эти холодные газы горячим воздухом, который позже используется для предварительного нагрева воздуха перед входом в стадию сжигания топлива и, таким образом, экономит топливо и делает его более эффективным.
    Эти рекуператоры подразделяются на прямые, косвенные и специальные типы.

    Принцип работы регенеративных теплообменников

    В регенеративных теплообменниках путь потока обычно состоит из матрицы, как вы можете видеть на рисунке, которая нагревается или накапливает энергию, когда через нее проходит горячая жидкость (также известная как горячий удар).Эта накопленная энергия высвобождается, когда холодная жидкость проходит через матрицу (так называемый холодный удар).
    Используются для рекуперации тепла на электростанциях и в других энергоемких отраслях.
    Далее они подразделяются на Статические и Динамические .

    Статический и динамический

    Эти регенераторы, также известные как с неподвижным слоем, стационарные, клапанные и периодические проточные . Для непрерывной работы теплообменник должен иметь, по крайней мере, две одинаковые матрицы, подключенные параллельно, но обычно три или четыре матрицы, что эффективно снижает колебания температуры в нагретом на выходе холодном газе. В отличие от роторных регенераторов, для непрерывной работы достаточно одной матрицы.
    В стационарных или статических регенераторах материал и компоненты теплообменника остаются неподвижными или неподвижными по мере прохождения через них жидкости. В динамике материальные компоненты перемещаются на протяжении всего процесса. Оба подвержены риску развития перекрестного загрязнения между потоками жидкостей.

    В одном из регенераторов статического типа более теплая жидкость проходит в один канал, а более холодная жидкость проходит в другой в течение фиксированного периода времени.После, иногда с помощью быстродействующего клапана, потоки обеих жидкостей меняются местами друг с другом, что приводит к процессу теплообмена.

    В динамике он обычно состоит из вращающегося теплопроводящего элемента (барабана или диска), через который непрерывно протекает более теплая и более холодная жидкость в отдельных герметичных секциях или каналах. При вращении барабана или диска данный участок проходит сначала через более теплую, а затем через более холодную жидкость или наоборот. Это позволяет поглощать тепло от более теплой жидкости и передавать его более холодной жидкости.

    Классификация на основе компактности

    Компактные и некомпактные теплообменники

    Компактность и некомпактность любого теплообменника зависят от величины, известной как плотность поверхности, обозначаемой β . Плотность поверхности – это отношение площади поверхности теплообменника к объему этого теплообменника.

    Обычно, когда β больше 700, он считается компактным теплообменником, в противном случае – некомпактным теплообменником.

    Некоторые примеры и их плотность площади-

    1. Автомобильный радиатор, β = 1000
    2. Стеклокерамическая газовая турбина Теплообменник, β = 6000,
    3. Регенератор двигателя Стерлинга, β = 15,000
    4. Самые легкие человека эффективный и самый компактный теплообменник, β = 20 000.

    Классификация на основе процесса переноса

    1. Прямой контакт —

    Рекуперативные теплообменники, подвергающиеся прямому или косвенному контактному процессу теплопередачи для обмена теплом между двумя жидкостями.В теплообменниках с прямым контактом между двумя жидкостями нет стенки или разделителя. Таким образом, тепло напрямую передается от более теплой жидкости к более холодной. Устройства, в которых используется этот процесс, включают градирни, паровые инжекторы и т. д.

    2. Непрямой контакт —

    В процессе теплопередачи с непрямым контактом всегда имеется стена или барьер, такой как труба или пластина (теплопроводный материал). между жидкостями. Тепло сначала передается от более теплой жидкости к стенке, а затем к другой жидкости.

    Классификация на основе конструкции

    1. Трубчатые

    Эти теплообменники, как правило, имеют трубчатую форму, хотя также используются прямоугольные, овальные, эллиптические или круглые/плоские скрученные трубы. некоторые из приложений. Конструкция обладает большой гибкостью, поскольку геометрия сердечника может быть легко изменена или изменена путем изменения длины, диаметра или расположения трубки. Трубчатые теплообменники могут быть просто спроектированы для высокого давления по отношению к окружающей среде и для жидкостей под высоким давлением.

    Они в основном используются для передачи тепла жидкость-жидкость или жидкость-фаза (конденсация или испарение).

    Они также используются для теплопередачи жидкость-газ и газ-газ, когда рабочая температура и давление очень высоки и подвержены загрязнению.

    Они далее классифицируются как Двойная труба, Кожух и труба, Спиральная труба.

    Теплообменник двухтрубный

    Конструкция и конструкция

    Это простейший тип теплообменника по конструкции и конфигурации, который состоит из двух концентрических цилиндрических труб или труб, что означает, что обе трубы имеют общий центр. точка.Одна из трубок имеет больший диаметр по сравнению с другой.

    Применяются там, где скорость потока жидкости и тепловая нагрузка малы (менее 500 кВт).

    Эти теплообменники обычно используются там, где необходимая площадь поверхности теплопередачи составляет 50 м2 или меньше.
    Они просты в конструкции, но требуют большого пространства для получения желаемой скорости теплопередачи. Пакеты двойных концентрических труб используются в некоторых технологических процессах с ребрами.

    Конструкция шпильки

    • Состоит из двух частей: внутренней и внешней.Это один из самых удобных и эффективных теплообменников двойного типа.
    • Несколько шпилек соединены последовательно для получения большей скорости теплопередачи.
    • Обратный изгиб внутренней трубы не влияет на скорость теплопередачи.

    Загрязнение

    Во время течения жидкости осаждение любых нежелательных материалов на поверхности теплопередающих материалов известно как Загрязнение.

    Из-за этой ситуации создается нежелательное сопротивление потоку, известное как коэффициент загрязнения или коэффициент загрязнения, обозначается Rd и обычно равно 0 для недавно построенных теплообменников.

    Эти загрязнения увеличивают общее тепловое сопротивление, а также снижают коэффициент теплопередачи теплообменников.

    — Типы FOULING

      1. Chemical Fouring
      2. Коррозионные загрязнения
      3. кристаллизационные загрязнения
      4. биологические загрязнения
      раковины и трубки теплообменники

      дизайн и строительство

      • Это косвенный контактные типы обменников.Он состоит из множества маленьких трубочек, расположенных внутри оболочки. Эти трубки расположены внутри корпуса в виде пучка или стопки, которые могут быть закреплены (постоянная фиксация) к корпусу, плавающей головке или U-образной трубке. Неподвижная трубка обеспечивает максимальную площадь теплопередачи. Плавающий тип позволяет пучку труб расширяться или сжиматься в зависимости от скорости теплового потока. Плавающий тип также позволяет легко снимать трубку для обслуживания и ремонта. U-образная трубка обеспечивает дифференциальное тепловое расширение кожуха и трубки, а также отдельных трубок.
      • Трубный пучок состоит из труб, трубных решеток, стяжек и перегородок, которые скрепляют пучок. Дефлекторы используются для предотвращения вибрации трубного пучка.
      • Наиболее универсальны и чаще всего встречаются во всех растениях. Они также обеспечивают высокую скорость теплопередачи в замкнутом пространстве. Они могут легко работать при высоком давлении. Кожух представляет собой корпус и имеет круглое поперечное сечение
      • Выбор материала теплопередачи зависит от коррозионной природы жидкости, рабочего давления и температуры.Обычно трубка и корпус изготавливаются из металла, но для некоторых применений могут использоваться другие материалы, такие как графит, стекло, пластик. Теплообменники на основе карбида кремния обычно используются в химической промышленности для обработки серной кислоты.
      • Чаще всего используются трубки диаметром от 19 до 20 мм. Эти трубки имеют треугольный или квадратный шаг.

      В общем, все теплообменники работают по одному и тому же принципу, заключающемуся в передаче тепла от одной среды или жидкости к другой.Кожухотрубный теплообменник с непрямым контактом имеет внешнюю цилиндрическую форму в виде кожуха и пучков труб, заключенных внутри кожуха. Одна жидкость проходит в трубке, а другая — вне трубки или над трубками. Каждый из них имеет разную температуру на входе в теплообменник.

      Некоторые приложения оболочки и трубки теплообменники

      • Генератор нефтяной охладитель
      • турбинный масло охладитель
      • печь нагреватели
      • компрессорное охлаждение воздуха
      • высокого давления котл подачи воды нагреватель
      спиральная трубка теплообменник

      Спиральные трубки или змеевики представляют собой высокоэффективные теплообменники. Они состоят из многотрубного спирального узла, вставленного внутрь оболочки, где создаются два пути для противоточного теплообмена между жидкостями. Он более эффективен, чем кожухотрубный теплообменник, поскольку спиральная геометрия компактна и занимает меньше места по сравнению с кожухотрубным теплообменником

      Применяется для приложений с высоким давлением.

      Поток жидкости в спиральной трубе и другие на внешней поверхности трубы или в оболочке.

      Преимущества

      • Компактный, легкий и простой в установке
      • Обеспечивает высокую устойчивость к гидравлическим и тепловым ударам
      • Оптимизированная конструкция для агрессивных жидкостей.

      Приложения

          • Насос Уплотнительные охладители
          • Испарители
          • Мгновенные нагреватели с горячей водой
          • Rebilers
          • Reboilers
          2. Тарелка Тип теплообменника

          Тарелка Тип теплообменников работал аналогичным образом, как оболочка и теплообменник трубчатого типа, в котором используется ряд уложенных друг на друга гофрированных пластин, а не труб. Это позволяет сформировать ряд каналов для протекания жидкости между ними.

          Пространство между двумя соседними пластинами образует канал, по которому течет жидкость.Он имеет большое преимущество по сравнению с другими традиционными теплообменниками, поскольку в нем жидкости подвергаются большему воздействию по площади поверхности. Это легко облегчает передачу тепла, а также увеличивает изменение температуры. Развитие технологий прокладок и пайки увеличило практическое использование теплообменников пластинчатого типа. Эти теплообменники имеют небольшой объем и стоимость по сравнению с кожухотрубными. В системах HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) используются пластинчатые и рамные теплообменники.

          Существует много типов пластинчатых теплообменников с неразъемным соединением, таких как Паяные погружением, вакуумно-паяные и сварные пластины .

          Пластинчатые теплообменники

          также можно классифицировать на основе типа используемых пластин, например, спиральные пластины , пластинчатые пластины , пластины с прокладками .

          Почему гофрированные листы?

            • Обеспечить лучшую тепловую передачу
            • производства турбулентного потока
            • обеспечивают прочность
            теплообменники NAMELLA

            Дизайн и строительство

            Нагревательный теплообменник Lamella состоит из расслоения трубки, известной как ламеллы, которые являются окружен внешней трубчатой ​​оболочкой.Эти трубы или элементы, называемые ламелями, представляют собой тонкие пластины со сварными краями и прямоугольные каналы с высоким соотношением сторон. На конце ламели имеется отверстие, через которое проходит жидкость диаметром от 3 до 10 мм и толщиной от 1,5 до 2 мм. Ламели укладываются друг на друга или связываются друг с другом, образуя канал и пропуская другую жидкость. В больших теплообменниках две или более трубок соединены друг с другом для поддержания высокого давления. В этом нет заморочек. Однако один конец трубки закреплен, а другой плавает, что допускает тепловое расширение.

            Одна жидкость течет внутри пластинчатых трубок, а другая течет продольно в промежутках между ними. В основном теплообменник однопроходный с противотоком жидкости.

            Также имеют высокий коэффициент теплопередачи из-за небольшого гидравлического диаметра и отсутствия утечек.

            Спиральные пластинчатые теплообменники

            Обычно состоит из двух полос листового металла, разъемной оправки или вала, приваренных шпилек, крышек. Эти полоски листового металла спиралевидно обвивают разъемную оправку, образуя пару спиральных каналов для двух жидкостей.Эти пластины разделены между собой приваренными шпильками. Для завершения конструкции на каждом конце установлены крышки. Как правило, для этого используются углеродистая сталь и нержавеющая сталь.

            Источник изображения

            Спиральный пластинчатый теплообменник имеет сравнительно большой диаметр из-за спиральных витков. Спиральный элемент или пластины сердечника либо привариваются с каждой стороны канала, либо герметизируются.

            Можно приобрести 3 устройства для жидкостей.

            1. Обе жидкости находятся в спиральном противотоке или противотоке.
            2. Одна жидкость в спиральном потоке, а другая в поперечном потоке к спирали.
            3. Одна жидкость в спиральном потоке, а другая в комбинации поперечного и спирального потока.

            Коэффициент теплопередачи не такой высокий, как у пластинчатых теплообменников, если только пластины не гофрированные. Однако эти спиральные пластины имеют более высокий коэффициент теплопередачи, чем кожухотрубные теплообменники, из-за большой площади поверхности.

            Преимущества или преимущества этих теплообменников: –

            • Он легко справляется с вязкими и загрязняющими жидкостями.
            • Если началось засорение, скорость в проходе увеличивается, что приводит к более низкой степени засорения по сравнению с кожухотрубными теплообменниками (как вы знаете, скорость засорения уменьшается с увеличением скорости).
            • Простота обслуживания благодаря однопроходному каналу.
             Разборные пластинчатые

            Разборные пластинчатые или пластинчато-рамочные теплообменники, состоящие из пучка тонких прямоугольных металлических пластин, запаянных по краям с помощью прокладок и удерживаемых в раме.Пакет пластин собирается между прижимной пластиной и пластиной рамы. Обычно используются такие материалы, как нержавеющая сталь, титан и неметалл. Конструкция пластины с прокладками позволяет легко чистить и обслуживать.

            При этом пластины герметизируются прокладками, которые герметизируют канал и позволяют жидкости течь по другим каналам. На рисунке показано, что одна из жидкостей или горячая жидкость поступает через верхний канал или соединения, затем опускается и выходит в противоточном направлении.Аналогичным образом другая жидкость или холодная жидкость поступает через нижние соединения, затем движется вверх и выходит в противоположном направлении. Когда жидкости проходят через канал, тепло от горячей жидкости к холодной передается эффективно.

            3. Удлиненные поверхностные теплообменники

            Трубчатые и пластинчатые теплообменники считаются поверхностными теплообменниками, за исключением кожухотрубных теплообменников с низким оребрением. Эффективность этих теплообменников почти равна 60% или ниже, а плотность поверхности теплопередачи обычно составляет менее 700 м2/м3.В некоторых приложениях требование эффективности составляет более 98% при ограниченных объемных и массовых параметрах. Таким образом, из-за этих ограничений требуется более компактная площадь поверхности. Наоборот, в теплообменнике с газами или некоторыми жидкостями коэффициент теплопередачи низкий, что приводит к необходимости большой площади поверхности теплопередачи. Таким образом, чтобы увеличить как площадь поверхности, так и компактность, увеличенная площадь поверхности (ребра) с высокой плотностью добавляется либо с одной, либо с обеих сторон жидкости в соответствии с требованиями конструкции.Кроме того, ребра могут увеличить площадь поверхности в 5-10 раз по сравнению с основной площадью поверхности в целом.

            Трубчато-ребристые и пластинчато-ребристые теплообменники представляют собой два наиболее распространенных типа теплообменников с увеличенной поверхностью.

            1. Пластинчато-ребристые теплообменники

            Эти типы теплообменников имеют гофрированные ребра, обычно треугольного и прямоугольного сечения, или имеют прокладки между двумя параллельными пластинами. Иногда ребра вставляются в плоские трубы с закругленными углами, что устраняет необходимость в боковой планке.

            Плоские трубы или пластины, разделяющие две жидкости, и ребра образуют отдельный проходной поток.
            Ребра изготавливаются методом штамповки или прокатки и соединяются с пластинами с помощью пайки, пайки, сварки, клея, механической посадки или экструзии.

            В теплообменнике газ-газ ребра могут быть установлены с обеих сторон, но в теплообменнике газ-жидкость ребра устанавливаются на стороне газа, в случае применения на стороне жидкости их назначение будет другим, как правило, для прочности конструкции и для смешивания разные потоки.

            гофрированные плавники геометрии для пластины FIN-биржи

            1. простые прямоугольные плавники
            2. простые триангулярные плавники
            3. офсетных плавника
            4. перфорированные планки
            5. Multiouver RIF

            приложения

            • в автомобильной промышленности
            • В электростанциях (газовые турбины, топливные элементы)
            • Тепловые насосы, холодильные установки, кондиционеры
            • Сжижение газа
            • Криогенные
            2.Трубчато-ребристые теплообменники

            Трубчато-ребристые теплообменники подразделяются на обычные и специализированные трубчато-ребристые теплообменники. В обычных трубчатых ребрах теплопередача между жидкостями происходит за счет теплопроводности через стенки. Однако в специализированных трубчато-ребристых теплообменниках или теплообменниках с тепловыми трубками концы трубок закрыты, что действует как разделительная стенка для жидкостей, а также отвечает за теплоноситель за счет теплопроводности, испарения и конденсации жидкости тепловых трубок.

            Давайте сначала разберемся с обычным трубчато-ребристым теплообменником

            В теплообменнике газ-газ-жидкость коэффициент теплопередачи на один порядок выше на жидкостной стороне по сравнению с газовой. Таким образом, чтобы обеспечить сбалансированную теплопроводность, со стороны газа встроены ребра, которые увеличивают площадь поверхности для теплопередачи.

            В трубчато-ребристых теплообменниках используются круглые, прямоугольные или иногда спиральные трубы. Как правило, ребра используются снаружи трубы, но иногда и внутри, в зависимости от применения.Трубчато-ребристые теплообменники могут выдерживать сверхвысокое давление со стороны трубы. Как правило, они менее компактны по сравнению с пластинчато-ребристыми теплообменниками

            Области применения

            • Они обычно используются там, где одна жидкость находится под высоким давлением или имеет более высокий коэффициент теплопередачи, чем другая жидкость. Следовательно, в результате этого они экстенсивно используются в качестве конденсаторов и испарителей в Кондиционировании воздуха.
            • В качестве конденсатора на электростанциях.
            • В качестве маслоохладителей в пропульсивных силовых установках.

            Теперь давайте разберемся Теплообменники с тепловыми трубками

            Они аналогичны трубчато-ребристым теплообменникам с отдельными ребристыми трубками. Трубка является тепловой трубой, и в отдельных частях теплообменника происходит непрерывное движение горячей и холодной жидкости.

            Давайте разберемся с работой в 2 этапа-

            1. Тепло передается от горячего газа к испарительному сегменту тепловой трубы за счет конвекции.
            2. Затем тепловая энергия уносится парами в секцию конденсации, где она передает тепло холодной жидкости за счет конвекции.

            Как показано на рисунке, тепловая трубка представляет собой закрытый сосуд или трубку, которая частично заполнена теплоносителем (как вы видите жидкость в фитиле) и постоянно закрыта с обоих концов.

            Работа теплообменника

            Работа теплообменника для теплообмена воздух-воздух

             

            Работа теплообменников происходит путем передачи энергии в виде тепла от одной среды (воздуха, другого газа или жидкости) к другой.Работа теплообменников, в которых происходит полное разделение двух сред и не происходит промежуточного накопления тепла, известна как «рекуперация тепла рекуператора». Компания Recair разрабатывает и производит рекуператоры для теплопередачи воздух-воздух.

             

            Работа теплообменника с максимально возможным КПД

            Чтобы максимизировать теплопередачу при работе теплообменника, форма промежуточной стенки в теплообменнике разработана таким образом, чтобы расстояние, которое должен пройти тепловой поток, было минимальным.В связи с этим необходимо учитывать допустимый перепад давления в теплообменнике.
            Два воздушных потока движутся противотоком, но параллельно друг другу вдоль промежуточной стенки, которая в принципе бесконечно велика (на практике максимально велика). Поток холодного воздуха может нагреваться до температуры выходящего горячего потока воздуха и наоборот (горячий воздушный поток может охлаждаться до температуры выходящего холодного воздушного потока).


            Для достижения равномерного распределения воздушных потоков по ширине теплообменника в промежуточной стенке выполнены каналы треугольной формы; эти каналы имеют малый диаметр и одинаковое сопротивление.Таким образом, воздушные потоки во всех каналах одинаковы. Каждый треугольный канал окружен тремя такими же каналами, в которых происходит противоток. Таким образом, можно достичь чрезвычайно высокого КПД 93% в теплообменнике. Из-за того, что теплообменник создает лишь очень небольшую разницу температур между входящим наружным воздухом и выходящим внутренним воздухом, результатом является очень комфортный климат для жизни и работы.

             

            Для получения дополнительной информации перейдите по ссылке:
            » Эксплуатация теплообменника

            Регенеративный теплообменник

            Теплопередача:
            1. Основы тепломассообмена, 7-е издание.Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
            2. Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
            3. Министерство энергетики, термодинамики, теплопередачи и течения жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 из 3. Май 2016 г.

            Ядерная и реакторная физика:

            1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс (1983).
            2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
            3. WM Stacey, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
            4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
            5. WSC Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
            6. Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 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 Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
            9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

            Advanced Reactor Physics:

            1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., 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. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

            Теплообменники: регенераторы и рекуператоры

            Глава:

            Механические: тепло- и массообмен: теплопередача с фазовым переходом и теплообменники

            Теплообменник представляет собой оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной жидкости.

            ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ:

             

            Теплообменники: регенераторы и Рекуператоры

             

            Теплообменник – это оборудование, в котором тепловая энергия передается от горячей жидкости к более холодной жидкости. Передача тепловой энергии между двумя жидкостями может осуществляться (i) либо путем прямого смешивания двух жидкостей, и смешанные жидкости оставляют в промежуточная температура определяется из принципов сохранения энергии, (ii) или путем передачи через стену, разделяющую две жидкости.То прежние типы называются теплообменниками прямого контакта, такими как водяное охлаждение башни и струйные конденсаторы. Последние называются регенераторами. поверхностные теплообменники рекуператоров.

             

            В В регенераторе по поверхности попеременно текут горячие и холодные жидкости. обеспечивает поочередно сток и источник теплового потока. На рис. 10.1 (а) показан цилиндр, содержащий матрицу, которая вращается таким образом, что проходит попеременно через холодный и горячий газовые потоки, которые изолированы друг от друга.На рис. 10.1 (b) показан стационарный матричный регенератор III, в котором горячий и холодный газы проходят через них попеременно.


            Рис. 3.1 (a) Регенератор с вращающейся матрицей

            В рекуператоре горячий и холодные жидкости непрерывно текут по одному и тому же пути. Теплопередача процесс состоит из конвекции между жидкостью и разделяющей стенкой, проводимость через стену и конвекция между стеной и другим жидкость.Наиболее распространены теплообменники рекуперативного типа с широким разнообразие геометрий:

             

            Учебный материал, Лекционные заметки, Задание, Справочник, Вики-описание, пояснение, краткое описание

            Механические: Тепломассоперенос : Теплообмен и теплообменники с фазовым переходом : Теплообменники: Регенераторы и рекуператоры |

            .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*