Rejeneratif ısı eşanjörleri: türleri, çalışma prensibi, kapsamı

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Isıtılmış sirkülasyon ortamı kullanan ısı değişimi ilkesi, ısıtma sistemlerinin çalışmasını sürdürmek için optimal kabul edilir. Düzgün organize edilmiş bir termal enerji transfer kanalları sistemi, minimum bakım maliyeti gerektirir, ancak aynı zamanda yeterli performans sağlar. Böyle bir sistem için optimize edilmiş bir tasarım seçeneği, alternatif ısıtma ve soğutma süreçleri sağlayan rejeneratif bir ısı eşanjörüdür.

Isı eşanjörü nedir?

Modern ısı eşanjörlerinin tasarımları, çalışma ortamları arasında minimum kayıpla termal enerjinin aktarılması için işlemler sağlar. Değişim en sık olarak, duvarları sırayla, sıcak bir sıvı ve soğuk metal yüzeyler arasında gerçekleşir.çevirin, ısıyı başka bir dolaşım ortamına aktarın. Sabit hareket, hem endüstriyel işletmelerde hem de özel evlerin ev hizmetlerinde kullanılan istikrarlı bir kütle transferinin etkisini sağlar. Isı eşanjörleri, soğuk ve sıcak ortam arasındaki enerji alışverişine ek olarak, soğutma ile buharlaşma, kurutma, eritme ve yoğuşma işlemlerini de sağlayabilir. Ana çalışma ortamı olarak ısı yerine, özellikle ekipmanın periyodik olarak soğutulması gereken üretim süreçlerinde yaygın olan soğuk akışlar da kullanılabilir. Ancak, ısıtma görevlerinin ısı eşanjörü tasarımları ile ilişkilendirilmesi daha olasıdır. Örneğin, bu tip yüksek sıcaklıklı ekipman, termal rejimi 400-700 °C'ye kadar artırabilir.

Rejeneratif ısı eşanjörünün özellikleri

Temel seviyedeki ısı eşanjörlerinin tasarımları yüzey ve karışım olarak ikiye ayrılır. Bu durumda, iki aktif ortamın (ısıtılmış ve soğuk akışlar) ve dolaşım arasında enerji aktaran çalışma sürecine bir metal duvarın dahil olması ile karakterize edilen bir grup yüzey cihazının bir temsilcisinden bahsediyoruz. kitleler. Rejeneratif bir ısı eşanjöründe, ayırma metal levhası düzenli aralıklarla yıkanır, ancak sürekli değil. Karşılaştırma için, başka bir yüzey ısı eşanjörüne bir örnek verebiliriz - reküperatif. Bu tür cihazlarda çalışma süreci, benzer bir duvarın soğuk veya ısıtılmış su ile sürekli yıkanmasını içerir.akar.

Cihazın çalışma prensibi

Isı eşanjörünün ana işlevi, aktif çalışma ortamının akışları ayıran metal bir plaka ile temas ettiği anda gerçekleştirilir. Yani, çalışmanın temel prensibi, şu anda ısı eşanjörü duvarından farklı bir sıcaklığa sahip bir sıvıdan enerji birikmesidir. Kabaca söylemek gerekirse, çalışmanın ilk çevriminde, sıcak akımlar ısıyı metal elemana iletir ve böylece ısıyı tutar ve ikinci ve son çevrimde zaten soğuk olan ortam bu ısıyı algılar. Isı eşanjörünün sıcaklığa göre ortama net bir şekilde ayrılmasıyla birikimli çalışma prensibi önemli avantajlara sahiptir. İlk olarak, çalışan ortamların karıştırılması ihtiyacının olmaması, akışların kompozisyonunun kalitesini iyileştirir. Bu, iletişimin teknik ve operasyonel içeriğinde önemli bir faktördür. İkincisi, bu şekilde ısı transferinin verimliliği de artar. Öte yandan, bu avantajlar, tasarımın dezavantajlarına ayrılmaz bir şekilde bitişiktir. Akışların temel ayrımı, ekipmanın boyutlarını arttırır, bazen eski iletişim ısıtma ağlarında boru hattı bölümlerinin genişlemesini zorlar. Ek olarak, sirkülasyon fonksiyonunun sağlanması, yüksek kapasiteli pompa istasyonlarının bağlanması ihtiyacında ifade edilen enerji potansiyelinde bir artış gerektirir.

Kullanılmış soğutma sıvıları

Rejeneratif ısı eşanjörü modelleri, farklı kullanımlar için servis kolaylığı açısından çok yönlüdür.çalışma ortamları. Diğer ısı eşanjörlerinde olduğu gibi, en yaygın aktif ortam sıvıdır - su veya antifriz. Üretimde teknolojik işlemlerde kullanılan soğutucular daha çeşitlidir. Isıtma ve soğutma için su buharı, gaz karışımları, duman ve baca ürünleri kullanılır. Ancak bu, aynı rejeneratif ısı eşanjörünün farklı ısı taşıyıcılarla çalışmayı destekleyebileceği anlamına gelmez. Prensip olarak, tasarım böyle bir teorik olasılığa izin verir, ancak hem yüksek sıcaklıklar hem de sıvı metal yapıyı olumsuz etkilediğinden, her örnek başlangıçta belirli bir agresif ortamla temas halinde çalışacak şekilde tasarlanmalıdır.

Rejeneratif ısı eşanjörlerinin türleri

Bu tür birimlerin iki türü vardır. Bunlar sürekli ve periyodik etkiye sahip cihazlardır. Sürekli ısı eşanjörleri, granül sirkülasyon dolgulu ünitelerdir. Çalışma ortamını hareket ettirme işlemi için kontrol sistemi, soğutucunun yıkanmış yüzeyle teması sürdüreceği tam bir hareket durdurmasına izin verir. Bu arada, doğal bir otomatik regülatörün işlevi, özel termal depolama nozulları tarafından gerçekleştirilebilir. Sabit nozullu bir rejeneratif ısı eşanjörünün tasarımında, akışları kontrol etme olanakları sınırlıdır ve tamamen operatör tarafından belirlenen ayarlara bağlıdır. Periyodik eyleme sahip modellere gelince, bunlarısı taşıyıcılı odaların karmaşık bir dağıtım yapısına sahiptir. Böyle bir cihaz, aparatın verimliliğini arttırır, ancak aynı zamanda sirkülasyon pompasından daha sorumlu bir güç kaynağı işlevi gerektirir.

Erişebilir çekirdekli ısı eşanjörleri

Şu anda ambalajı ortalama 20 mm kalınlığında trombositlerden oluşan ısı eşanjör rejeneratörünün en gelişmiş versiyonlarından biri. Bu sistemde, bir eritme çekirdeği vardır - içinde sıvı metal bulunan ve erime veya kristalleşme dönemlerinde termal enerjiyi serbest bırakan bir cihaz. Hareketli nozullu rejeneratif ısı eşanjörlerindeki gizli ısı, ısı biriktirme süreçleri için uygun koşullar yaratan geleneksel ünitelere kıyasla devrenin ısı kapasitesini on kat artırır. Bu tip yüksek sıcaklıklı ısı eşanjörünün performansı, ambalajın spesifik yüzey alanı ve termal depolama kapasitesi ile belirlenecektir.

Ekipmanın kapsamı

Isı değişim üniteleri, kazan tesisatları, su ısıtıcıları, depolama tankları, kazanlar, vb. ile çeşitli ısıtma ekipmanı sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, esas olarak özel sektör için geçerlidir, ancak bu cihazın en yüksek teknik ve operasyonel göstergeleri şunlardır: sanayi sektöründe açıklandı. Örneğin, bir rejeneratif kesikli ısı eşanjörü için hedef uygulamalar, birlikte çalışılması gereken çelik ve cam fabrikaları tarafından oluşturulmaktadır.çok yüksek sıcaklıklar. Örneğin, bu tür çalışma koşullarında bağlı hava ısıtıcıları 1300 °C'ye kadar olan modlar için hesaplanır. Ve yine, sadece sıvı ortamlardan değil, aynı zamanda bu tür ünitelerin çalışması için güvenlik gereksinimlerini artıran gaz karışımlarından da bahsedebiliriz.

Sonuç

Isı eşanjörünün rejeneratif modifikasyonu, bir dizi termal işlemi optimize etmek için geliştirilmiştir. Sonuç olarak, günümüzde aynı endüstriyel tesislerde, yüksek bir yanma sıcaklığını korurken, minimum yakıt tüketimi ile teknolojik süreçleri yürütmek mümkündür. Ancak bu, birikimli bir işleve sahip bir ısı eşanjörünün çalışma prensibinin tamamen dezavantajlardan yoksun olduğu anlamına gelmez. Bu ekipmanın zayıf noktaları, ısı mühendisliği sürecini otomatikleştirmenin sınırlı olanaklarını, aparatın büyüklüğünü ve ağırlığını ve ayrıca yapıyı ana üretim iletişimine bağlamanın zorluğunu içerir. Diğer bir şey ise, eriyebilir bir çekirdeğe sahip daha gelişmiş ısı eşanjörü modellerinin ortaya çıkmasıyla kanıtlandığı gibi, rejeneratörün tasarımının sürekli olarak iyileştirilmesidir.