Regeneratív hőcserélők: típusok, működési elv, terjedelem

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A fűtött keringető közeggel történő hőcsere elve optimálisnak tekinthető a fűtési rendszerek működésének fenntartásához. A hőenergia átviteli csatornák megfelelően szervezett rendszere minimális karbantartási költséget igényel, ugyanakkor megfelelő teljesítményt nyújt. Az ilyen rendszerekhez optimalizált tervezési lehetőség a regeneratív hőcserélő, amely alternatív fűtési és hűtési folyamatokat biztosít.

Mi az a hőcserélő?

A modern hőcserélők kialakítása biztosítja a hőenergia átvitelének folyamatát minimális veszteséggel az üzemi közegek között. A csere leggyakrabban forró folyadék és hideg fémfelületek között megy végbe, amelyek falai viszontforgassa el, adja át a hőt egy másik keringő közegnek. Az állandó mozgás biztosítja a stabil tömegtranszfer hatását, amelyet mind az ipari vállalkozásokban, mind a magánházak háztartási szolgáltatásában használnak. A hideg és meleg közeg közötti energiacsere mellett a hőcserélők a párolgási, szárítási, olvadási és kondenzációs folyamatokat is biztosíthatják hűtéssel. Hő, mint fő munkaközeg helyett hidegáramok is használhatók, ami különösen gyakori azokban a gyártási folyamatokban, ahol a berendezések időszakos hűtésére van szükség. A fűtési feladatok azonban nagyobb valószínűséggel kapcsolódnak a hőcserélők kialakításához. Például az ilyen típusú magas hőmérsékletű berendezések akár 400-700 °C-ra is növelhetik a hőviszonyokat.

A regeneratív hőcserélő jellemzői

A hőcserélők kialakítása alapszinten felületre és keverésre oszlik. Ebben az esetben egy olyan felületi eszközcsoport képviselőjéről beszélünk, amelyekre jellemző, hogy két aktív közeg (fűtött és hideg áramlás), valamint egy fémfal vesz részt a munkafolyamatban, amely energiát ad át a keringő eszközök között. tömegek. A regeneratív hőcserélőben az elválasztó fémlemezt rendszeres időközönként, de nem folyamatosan öblítik. Összehasonlításképpen példát adhatunk egy másik felületi hőcserélőre - rekuperatívra. Az ilyen eszközökben a munkafolyamat egy hasonló fal állandó hideg vagy melegített mosását jelentifolyik.

A készülék működési elve

A hőcserélő fő funkcióját az aktív munkaközeg és az áramlásokat elválasztó fémlemez érintkezésének pillanatában látja el. Vagyis a működési elv az energia felhalmozódása egy olyan folyadékból, amelynek hőmérséklete jelenleg eltér a hőcserélő falától. Nagyjából az első működési ciklusban a forró áramok továbbítják és ezáltal megtartják a hőt a fémelemben, a második, utolsó ciklusban pedig a már hideg környezet érzékeli ezt a hőt. A hőcserélő akkumulatív működési elve a hőmérséklet szerint világos közegekre való szétválasztással jelentős előnyökkel jár. Először is, a munkaközeg keverésének hiánya javítja a folyamok összetételének minőségét. Ez fontos tényező a kommunikáció műszaki és működési tartalmában. Másodszor, a hőátadás mint olyan hatékonysága is megnő. Másrészt ezek az előnyök elválaszthatatlanul szomszédosak a tervezés hátrányaival. Az áramlások alapvető szétválasztása megnöveli a berendezés méreteit, időnként kikényszerítve a csővezeték szakaszok kiterjesztését a régi kommunikációs fűtési hálózatokban. Ezenkívül a keringető funkció biztosításához az energiapotenciál növelése szükséges, ami a nagy teljesítményű szivattyútelepek csatlakoztatásának szükségességében fejeződik ki.

Használt hűtőfolyadékok

Regeneratív hőcserélő modellek sokoldalúan használhatók a különböző alkalmazásokhozmunkakörnyezetek. Más hőcserélőkhöz hasonlóan a leggyakoribb aktív közeg a folyadék – víz vagy fagyálló. A gyártás technológiai műveletei során használt hűtőfolyadékok változatosabbak. Fűtésre és hűtésre vízgőzt, gázkeverékeket, füstöt és égéstermékeket használnak. Ez azonban egyáltalán nem jelenti azt, hogy ugyanaz a regeneratív hőcserélő képes különböző hőhordozókkal való működést támogatni. A kialakítás elvileg megenged egy ilyen elméleti lehetőséget, de kezdetben minden példányt úgy kell megtervezni, hogy bizonyos agresszív környezettel érintkezve működjön, mivel mind a magas hőmérséklet, mind a folyadék önmagában negatívan befolyásolja a fémszerkezetet.

Regeneratív hőcserélők típusai

Kétféle ilyen egység létezik. Ezek folyamatos és időszakos működésű eszközök. A folyamatos hőcserélők szemcsés keringető töltőanyaggal ellátott egységek. A munkaközeg mozgatásának vezérlőrendszere lehetővé teszi a mozgás teljes leállítását, amelyben a hűtőfolyadék fenntartja a kapcsolatot a mosott felülettel. A természetes automata szabályozó funkcióját egyébként speciális hőtároló fúvókák is elláthatják. A rögzített fúvókákkal rendelkező regeneratív hőcserélő kialakításánál az áramlásszabályozás lehetőségei korlátozottak és teljes mértékben a kezelő által beállított beállításoktól függenek. Ami az időszakos cselekvésű modelleket illeti, azokbonyolult elosztószerkezetű kamrák hőhordozókkal. Egy ilyen eszköz növeli a készülék hatékonyságát, ugyanakkor felelősségteljesebb tápellátást igényel a keringető szivattyútól.

Olvadómagos hőcserélők

A hőcserélő regenerátor pillanatnyilag egyik legfejlettebb változata, melynek csomagolását átlagosan 20 mm vastagságú lemezkék alkotják. Ebben a rendszerben van egy olvasztó mag - egy folyékony fém belsejében lévő eszköz, amely hőenergiát szabadít fel az olvadás vagy kristályosodás időszakában. A mozgatható fúvókával rendelkező regeneratív hőcserélőkben a látens hő megtízszerezi a kör hőkapacitását a hagyományos egységekhez képest, amelyek kedvező feltételeket teremtenek a hőfelhalmozási folyamatokhoz. Az ilyen típusú magas hőmérsékletű hőcserélők teljesítményét a tömítés fajlagos felülete és hőtároló képessége határozza meg.

Felszerelések köre

A hőcserélő egységeket széles körben használják a fűtőberendezések különféle rendszereiben kazánrendszerekkel, vízmelegítőkkel, tárolótartályokkal, kazánokkal stb. Ez elsősorban a magánszektorra vonatkozik, de ennek az eszköznek a legmagasabb műszaki és működési mutatói a következők: nyilvánosságra került az ipari szektorban. Például a regeneratív szakaszos hőcserélő célalkalmazásait acél- és üvegüzemek alkotják, ahol meg kell dolgozninagyon magas hőmérséklet. Például a csatlakoztatott légfűtők ilyen üzemi körülmények között legfeljebb 1300 °C-os üzemmódokra számítanak. És ismét nem csak folyékony közegekről beszélhetünk, hanem gázkeverékekről is, ami növeli az ilyen egységek működésének biztonsági követelményeit.

Következtetés

A hőcserélő regeneratív módosítását számos termikus folyamat optimalizálására fejlesztették ki. Ennek eredményeként ma ugyanazokban az ipari létesítményekben lehetséges technológiai folyamatok végrehajtása minimális üzemanyag-fogyasztás mellett, magas égési hőmérséklet fenntartása mellett. De ez egyáltalán nem jelenti azt, hogy a felhalmozó funkcióval rendelkező hőcserélő működési elve teljesen mentes a hátrányoktól. Ennek a berendezésnek a gyenge pontjai közé tartozik a hőtechnikai folyamat automatizálásának korlátozott lehetőségei, a berendezés nagy mérete és tömege, valamint a szerkezet és a fő termelési kommunikációs összeköttetés nehézségei. A másik dolog az, hogy a regenerátor kialakítását folyamatosan fejlesztik, amit az olvadó maggal rendelkező hőcserélők fejlettebb modelljei is bizonyítanak.