Теплообменники для вентиляции: Теплообменники вентустановок

Теплообменник для вентиляции: воздушный, водяной, пластинчатый

СодержаниеСвернуть

Теплообменник

Теплообменник на дымоход для чиллера по принципу своего действия делится на 3 вида: смесительные, рекуперативные и регенеративные.

Каждый из таких типов водяного теплообменника обладает некоторыми особенностями, а поэтому хотелось бы рассмотреть данные варианты более детально.

Виды теплообменников

data-ad-client=»ca-pub-9337857885889635″
data-ad-slot=»9967522739″
data-ad-format=»auto»>

Рекуперативные теплообменники. Именно такие устройства считаются наиболее распространенными.  Здесь теплоносителям свойственно омывать стенку прибора со всех сторон и при этом обмениваться необходимым количеством теплоты. Процесс обмена теплом осуществляется на постоянной основе и обладает типичным стационарным характером.

Воздушный теплообменник, в основе которого лежит рекуператор подразделяется в зависимости от того, в каком направлении двигаются непосредственно теплоносители. В случае, когда наблюдается параллельное движение в одном и том же векторе, их принято считать прямоточными, и наоборот, в случае с противоположным движением, такое устройство называют противоточным рекуперативным теплообменником.

Существуют также теплообменники, где наблюдается перекрестный ток и перпендикулярная схема движения.  Надо отметить, что это еще не все варианты теплообменника с рекуператором, так как имеются еще и устройства, с более сложной и нестандартной схемой движения.

Согласно особенностям конструкции рекуперативные теплообменники бывают с пластинчатыми и кожухотрубными типами поверхности. Также присутствуют данные приборы, в которых поверхность является вращающейся. Для них свойственно обладать высоким коэффициентом теплопередачи, что для водяного имеющего рекуператор крайне важно.

Регенеративные теплообменники. Суть работы такого типа устройства заключается в том, что одна и та же поверхность поддается обмыванию сначала горячими, а потом и холодными вариантами теплоносителя. Во время контакта с горячим теплоносителем, для стенки свойственно производить аккумуляцию тепла, после чего передавать ее уже холодному виду теплоносителя.

Такой воздушный прибор для чиллера внутри содержит специальную насадку… Как правило, такой элемент изготавливается из металла или кирпича, но иногда применяются и другие материалы.

Смесительные. В таком случае теплообменника 150 для чиллера характерным является явление перемешивания различных видов теплоносителей, так как во время функционирования прибора они вступают в непосредственный контакт между собой. В общем, процесс передачи тепла проходит в режиме стационара и сопровождается постоянным испарением ненужной жидкости.

Лучше всего смесительные варианты теплообменников 150 применять в тех случаях, когда можно быстро и легко разделить разные виды теплоносителей после того, как весь процесс передачи теплообмена завершиться. Например, среди подобных пар можно выделить воду и воздух.

к меню ↑

Где используются

В нынешнее время теплообменник на дымоход для чиллера применяется для любой системы, которая занимается охлаждением или нагревом жидкой среды. В общем, теплообменники марки 150 и другие достаточно широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, производственных предприятиях, где надо создать определенные условия для работы чиллера в частности и системы, в общем. Словом водяной теплообменник, имеющий рекуператор используется:

• на различных морских судах с целью опреснять типичную соленую воду;
• для системы отопления, водоснабжения;
• в процессе пастеризации хмельных напитков, а также молочных продуктов, соков и других продуктов питания, где есть такая необходимость во время производства;
• с целью осуществлять разного рода технологические процессы;
• для того чтобы охлаждать или наоборот нагревать разные продукты, изготовленные на основе нефти.

Многие предприятия предпочитают использовать водяной пластинчатый теплообменник 150, так как он является наиболее компактным, а соответственно наиболее удобным для монтажа.  Кроме того, преимуществами такого теплообменника для всей системы является и то, что он работает с минимальными потерями давления и тепла и обладает высоким ККД.
к меню ↑

Советы по выбору

data-ad-layout=»in-article»
data-ad-format=»fluid»
data-ad-client=»ca-pub-9337857885889635″
data-ad-slot=»9725334793″>

Теплообменник для вентиляции

Для правильной работы системы необходимо подобрать такую модель теплообменника 150, чтобы она оказалась наиболее эффективной. Среди основных показателей такого устройства можно выделить – массу, габариты, степень тепловой производительности, отличия конструкции, условия теплообмена, физические и химические характеристики, рекуператор и его свойства, эстетическая привлекательность и другие.

Конструктивные показатели.

Выбирая водяной теплообменник для чиллера надо учитывать следующие нюансы:

• Если наблюдается обмен двух газов и двух жидкостей, то лучше всего применить элементную модель теплообменника 150 для системы. Когда из-за габаритной конструкции нет возможности использовать такой вариант устройства, то можно выбрать кожухотрубчатый теплообменник.
• В случае, когда жидкость подогревается паром, желательно прибегнуть к использованию кожухотрубчатые приборы, в которых сначала пара доставляется в трубу, а потом уже и в пространство между трубами.
• Для предприятий, работающих в агрессивной среде – наиболее удачными вариантами считаются оросительные, рубашечные или погружные водяные аппараты для чиллера.
• В ситуации, когда условия теплообмена кардинально отличаются по разные стороны прибора, надо использовать плавниковые или ребристые трубчатые теплообменники для системы.

Показатели качества

. Здесь необходимо обращать внимание на технический уровень. Различают относительный, абсолютный и перспективный. Наиболее эффективным для системы является теплообменник, имеющий рекуператор, где использован перспективный уровень. Но, для несложных систем вполне подойдут и первые два варианта теплообменников для чиллера.

Долговечность и надежность. Главными количественными показателями долговечности считаются период службы и технические характеристики. Если говорить о надежности, то такой показатель характеризуется свойством аппарата работать в нормальном режиме, не ломаясь, а в случае какой-то неполадки возможностью его отремонтировать в кратчайшие сроки.

Показатели эргономики и эстетики. Сегодня создаются такие водяные теплообменники, которые не только идеально работают, но и своим внешним видом не портят интерьер в том или ином помещении. Как правило, привлекательный внешний вид теплообменника 150 полностью соответствует экономичной и выгодной конструкции.

Наиболее важным аспектом в данном показателе является оттенок устройства. Таким образом, можно повлиять не только на эстетическую составляющую, но и на утомляемость сотрудника, а соответственно и на его трудоспособность.

Коэффициент полезного действия. Для любой системы важно чтобы рекуператор для чиллера работал с максимальной производительностью. Такой показатель рассчитывается достаточно легко – нужно количество теплоты, которое передается холодному типу носителя тепла от горячей части разделить на то количество теплоты, которое является максимально возможным для конкретного агрегата.
к меню ↑

Советы по чистке

Для того чтобы теплообменник 150  работал как можно дольше и при этом не ломался за ним нужно ухаживать. Теплообменник своими руками почистить совсем не сложно, а главное – это четко соблюдать инструкцию. В первую очередь необходимо отключить полностью электрическое питание, чтобы в рекуператор и трубу не поступали никакие вещества.

Затем надо аккуратно снять крышку, защищающую элементы прибора, расположенные в его внутренней части. Теперь откручивается камера сгорания, и рекуператор на некоторое время теряет свою защиту. Если на протяжении долгого периода времени человек не чистил теплообменник 150, то ан его внутренних стенках будет большое количество  пыли, которую нужно удались, например, с помощью пылесоса.

Теплообменник для вентиляции

Теперь можно приступать к чистке горелки с форсунками, расположенной снизу камеры. Для этого такую деталь теплообменника для чиллера нужно протереть влажной тряпкой.  Здесь нужно действовать предельно аккуратно, так как если перестараться, то можно повредить некоторые детали и рекуператор не сможет уже полноценно функционировать.

Главной целью, которая преследуется на данном этапе, является добиться того, чтобы форсунки теплообменника 150 идеально пропускали потоки газа.

Промывать теплообменник для системы газового котла нужно как с внешней, так и с внутренней стороны. С такой целью  используется обычная вода с применением химических средств, которые способны удалять накипь и ржавчину и теплообменник 150 на определенный период времени должен находиться в сосуде с этой водой.

Потом применяя сильный напор воды, остатки ненужных вещиц удаляются с теплообменника. В конечном итоге, система будет работать гораздо эффективнее
к меню ↑

Теплообменник своими руками — видео

Рекуператоры воздуха. Виды и принцип работы

С развитием технологий энергосбережения на рынке систем вентиляции и кондиционирования особую популярность получили рекуператоры воздуха – устройства для передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному. В рамках данной статьи мы расскажем о принципе работы, видах и устройстве рекуператоров, их преимуществах и недостатках и критериях подбора.

Что такое рекуператор и каковы его функции

Рекуператор – это устройство, которое предназначено для передачи тепловой энергии от вытяжного выбрасываемого воздуха к приточному воздуху, подаваемому в помещение. В данном случае под тепловой энергией понимается как тепловая, так и холодильная, то есть вытяжной воздух может отдавать приточному как своё тепло, так и свой холод, соответственно, нагревая или охлаждая его.

Основной функцией рекуператора является получение полезной энергии от  удаляемого воздуха из помещения. Эта функция дополняется условием: потоки не должны смешиваться, то есть приточный воздух не должен хоть сколько-нибудь значительно загрязняться отработанным вытяжным воздухом.  В системах вентиляции и кондиционирования такое получение энергии актуально как зимой, так и летом.

В зимнее время задачей рекуператора является осуществление «бесплатного» нагрева приточного воздуха за счёт вытяжного. Для этого холодный поток воздуха с улицы и тёплый вытяжной поток воздуха из помещения подаются в теплообменник, где вытяжной воздух нагревает приточный. Так как вытяжной воздух всё равно был бы выброшен на улицу, можно говорить о том, что данный нагрев происходит «бесплатно».

Для вентиляционной установки такой нагрев позволяет существенно сэкономить на мощности электрического или водяного калорифера. Предположим, температура подаваемого в помещение воздуха зимой должна составлять +18 °С, а наружная температура составляет -26 °С. Таким образом, мощность нагревателя в системе без рекуператора следовало бы рассчитывать исходя из нагрева на 18-(26)=44°С.

При использовании рекуператора приточный воздух может быть нагрет за счёт вытяжного воздуха, например, до температуры +10 °С. В этом случае мощность нагревателя следовало бы рассчитывать исходя из нагрева всего на 18-10=8 °С. Так как мощность нагревателя прямо пропорциональна разнице температур, то рекуператор позволил бы сэкономить (44-8)/44 = 82% мощности вентустановки.

Виды, устройство и принцип работы рекуператоров

Какого бы вида он ни был, рекуператор по своей сути – это теплообменник. Это может быть один теплообменник, в котором приточный и вытяжной потоки воздуха обмениваются теплом через тонкие стенки, или два теплообменника. Во втором случае в первом теплообменнике вытяжной воздух отдаёт своё тепло некоторому промежуточному теплоносителю, а во втором теплообменнике этот промежуточный теплоноситель отдаёт своё тепло приточному воздуху.

Выделим основные виды рекуператоров и рассмотрим каждый из них в отдельности:

• Роторный рекуператор
• Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор
• Рекуператор с промежуточным теплоносителем
• Камерный рекуператор
• Фреоновый рекуператор

Роторный рекуператор

Роторные рекуператоры DANTEX имеют одни из самых высоких показателей эффективности на рынке. Они представляют собой большое колесо (ротор), ось вращения которого совпадает с линиями движения воздуха, а расположена она между потоками таким образом, что половина ротора находится в зоне вытяжного воздуха, а вторая половина – в зоне приточного воздуха.

Ротор не является сплошным и представляет собой набор соединенных между собой пластин. Воздух может свободно проходить между пластинами, в буквальном смысле, сквозь ротор.

 

Роторный рекуператор

Медленно вращаясь, некоторая часть ротора сначала контактирует с вытяжным воздухом, который её нагревает. Спустя некоторое время эта часть ротора переходит в зону приточного воздуха, где нагревает его, отдавая накопленное ранее тепло. Сразу после этого она вновь переходит в зону вытяжного воздуха и нагревается. Цикл замыкается.

Во время перехода из зоны вытяжного воздуха в зону приточного и обратно, ротор между пластинами увлекает за собой некоторое количество воздуха, то есть, наблюдается смешивание потоков. Однако на практике смешивание потоков в роторных рекуператорах DANTEX настолько мало, что им обычно пренебрегают (составляет около 5%).

Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор

Ещё один вид рекуператоров, предназначенных для применения в моноблочных приточно-вытяжных установках – это перекрестно-точные рекуператоры на базе пластинчатого теплообменника.

В отличие от роторных, данные аппараты не имеют движущихся частей. Они представляют собой пластинчатый теплообменник, по каналам которого движется приточный и вытяжной потоки воздуха. Эти каналы чередуются. Таким образом, каждый поток вытяжного воздуха через стенки контактирует с двумя потоками приточного воздуха, а каждый поток приточного – с двумя потоками вытяжного.

 

Приточно-вытяжные установки с пластинчатым рекуператором

Перекрестно-точные рекуператоры DANTEX спроектированы таким образом, чтобы максимизировать площадь контакта между потоками. Именно этим и объясняется высокая эффективность теплообмена и, как следствие, высокая эффективность рекуперации тепла (до 70%).

Помимо обычных перекрестно-точных, в вентустановках DANTEX также применяются гексагональные рекуператоры. Они представляют собой смесь перекрестно-точного и противоточного теплообменников. Противоточные аппараты имеют более высокую эффективность, поэтому такой симбиоз идёт на пользу, и эффективность рекуперации вырастает до 77%.

 

Гексагональные пластинчатые рекуператоры в приточно-вытяжных установках

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Третий вид рекуператоров – аппараты с промежуточным теплоносителем. Такие установки имеют два ключевых преимущества. Во-первых, они позволяют реализовать принципы рекуперации для раздельных и даже удалённых друг от друга приточных и вытяжных установок. Во-вторых, ими могут быть дополнены существующие системы вентиляции, которые изначально не предполагали рекуперацию тепла.

Итак, рекуператор с промежуточным теплоносителем представляет собой два теплообменника, устанавливаемых, соответственно, в приточной и вытяжной системах вентиляции, которые соединены трубопроводами с теплоносителем.

 

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Зимой вытяжной воздух нагревает теплоноситель. Далее он при помощи насоса перекачивается в теплообменник приточной установки, где отдаёт своё тепло, нагревая приточный воздух. После этого он вновь направляется в теплообменник вытяжной установки.

Расстояние, на которое может перемещаться теплоноситель, практически не ограничено, поэтому вентустановки могут находиться на значительном удалении друг от друга, например, одна в подвале здания, а вторая – на кровле. Не стоит забывать, что увеличение трассы теплоносителя требует установки более мощного насоса, повышает стоимость трубопроводов и их монтажа, а также повышает потери тепла. Таким образом, чрезмерное увеличение трассы ведёт к удорожанию системы и снижению её эффективности. Тем не менее, в рамках здания такие системы достаточно широко распространены и окупают себя.

Камерный рекуператор

В рекуператорах камерного типа роль теплопередающей поверхности играет стенка камеры. При помощи специальной заслонки траектория движения вытяжного воздуха регулируется таким образом, что он проходит через одну половину камеры и нагревает её, а приточный воздух – через другую половину камеры.

Вскоре заслонка поворачивается, и теперь приточный воздух проходит через первую (нагретую) половину камеры, за счёт чего нагревается сам. В свою очередь вытяжной воздух проходит через вторую (остывшую) половину камеры и нагревает её. Далее заслонка возвращается в прежнее положение, и процессы повторяются.

Фреоновый рекуператор

Во фреоновых рекуператорах задействованы сразу два физических явления – смена агрегатного состояния вещества, и тот факт, что жидкость имеет более высокую плотность, нежели пар, вследствие чего жидкость всегда оказывается в нижней части ёмкости. Рассмотрим эти явления более подробно.

Во фреоновом рекуператоре между потоками вытяжного и приточного воздуха расположены кольцеобразные трубки с хладагентом. Поток вытяжного воздуха всегда должен быть ниже приточного и контактировать с нижней частью трубок. В них накапливается жидкий хладагент, который забирает тепло из вытяжного воздуха, выкипает и поднимается наверх, в зону приточного воздуха. Там он отдаёт своё тепло, конденсируется и опускается вниз.

 

Фреоновый рекуператор

Эффективность рекуператора

Важнейшей характеристикой рекуператора является его эффективность. Она показывает, как сильно рекуператор смог нагреть приточный воздух относительно идеального варианта. За идеальный вариант при этом принимается случай, когда приточный воздух нагрет до температуры вытяжного воздуха. На практике такой вариант недостижим, и нагрев происходит до некой промежуточной температуры Tп. Формула эффективности выглядит следующим образом:

K=  (T_П-Т_Н)/(T_В-Т_Н ), где:

• ТП – температура приточного воздуха после рекуператора, °С,
• ТН – температура наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
• ТВ – температура вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Данная формула учитывает изменение явного тепла в потоках воздуха. Однако у потоков может меняться и относительная влажность, и тогда лучше прибегать к расчёту эффективности рекуператора по полному теплу. Формула схожа по виду с предыдущей, но отталкивается от энтальпий потоков воздуха:

K=  (I_П-I_Н)/(I_В-I_Н ), где:

• IП – энтальпия приточного воздуха после рекуператора, °С,
• IН – энтальпия наружного воздуха (приточный воздух до рекуператора), °С,
• IВ – энтальпия вытяжного воздуха до рекуператора, °С.

Первая формула позволяет быстро оценить эффективность рекуперации. Для более точных результатов следует использовать вторую формулу.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество рекуператоров очевидно – они позволяют существенно сэкономить на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении приточного воздуха летом.

Среди недостатков рекуператоров выделяют следующие:

• Они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление в сети. Действительно, как любой другой элемент в сети вентиляции, рекуператоры имеют некоторое сопротивление, которое следует учитывать при выборе вентилятора. Впрочем, это сопротивление не велико (обычно не более 100 Па), и к существенному увеличению мощности вентилятора не приводит.
• Рекуператоры повышают как стоимость вентиляционной установки, так и стоимость её обслуживания. Как и любое другое решение, направленное на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры стоят определенных денег и требуют регулярного технического обслуживания. Однако опыт многократно доказал, что затраты на рекуперацию тепла гораздо ниже получаемой выгоды.
• Роторные, камерные и в гораздо меньшей степени пластинчатые рекуператоры имеют один недостаток, который может быть критичным на некоторых объектах – в них возможны перетечки потоков воздуха. В этом случае опасность представляет перетекание вытяжного воздуха в приточный. Такие перетечки нежелательны в системах вентиляции чистых помещений и не допустимы, например, в инфекционных отделениях больниц и операционных. Причиной служит опасность перетекания вирусов, которые попали в вытяжку из какого-либо помещения, в приточный поток воздуха с последующим распространением по всем помещениям объекта. Как результат, на таких объектах применяют рекуператоры с промежуточным теплоносителем или фреоновые рекуператоры.
• Рекуператоры увеличивают габариты вентиляционной установки. В первую очередь это касается пластинчатых рекуператоров, так как они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники и имеют достаточно крупные размеры. Кроме того, это касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем ввиду наличия двух отдельных теплообменников, двух линий трубопроводов и узлов обвязки возле каждого из теплообменников.

Выбор типа рекуператора

При выборе типа рекуператора следует учитывать несколько факторов:

• Возможность совмещения приточной и вытяжной установки в одном корпусе
• Габариты установки
• Желаемая эффективность
• Возможность небольших перетечек
• Цена

В прежние годы большое распространение имели рекуператоры с промежуточным теплоносителем. Сегодня их всё чаще заменяют роторными. В небольших приточно-вытяжных установках (для квартиры, коттеджа или маленького офиса или магазина) применяются пластинчатые перекрестно-точные рекуператоры. Наконец, на объектах, где перетекание вытяжного воздуха в зону притока не допустимо, предпочтение следует отдавать рекуператорам с промежуточным теплоносителем или фреоновым рекуператорам.

Теплообменник вентиляционный

Хотелось рассказать об эксплуатации системы вентиляции с рекуперацией к которой подключен грунтовый теплообменник. А именно о Грунтовом теплообменнике.

В одном из домов Проект 500.

был закопан грунтовый теплообменник.

Закопано две ветки трубы диаметром 200мм, общей длиной 80м, закопан с небольшим уклоном в сторону дома, где установлен конденсатосборник, для сбора конденсата в летнее время, при охлаждении воздуха. Труба двухстенная, снаружи гофрированная может выдерживать большие нагрузки и закапываться на грубину до 10 м (материал ПВД), внутри гладкая ПНД. Труба закована на глубину 1,5-1,8 м

Грунтовый теплообменник создавался для подогрева входящего воздуха перед рекуператором, чтобы тот не подвергался заморозки и критическим температурам.

Естественно перед входом в Грунтовый теплообменник необходимо поставить фильтр

Предварительно это выглядит так. (пока не облагорожено, далее это будет тумба отделанная клинкером)

В доме

В доме установлена приточно-вытяжная система с рекуперацией electrolux star epvs-1300 (мощность выбрана из-за протяженных трасс, и падения давления)

Так же установлен подпорный вентилятор на грунтовый теплообменник

Система автоматики позволяет управлять установленными заслонками, а именно:

1. при температуре наружного воздуха от +5 до +25 воздух подается с улицы без грунтового теплообменника, при любой другой температуре воздух идет через грунтовый теплообменник

2. дом разделен на три зоны, 1- спальни на 2-ом этаже, 2- комнаты на 1-ом этаже, 3- гостинная, любую зону можно отключить, например ночью гостинная обычно не нужна соответсвенно вентиляция работает только в спальнях, либо днем когда в спальнях никого нет, вентиляция работает в гостинной

Среднее кол-во воздуха проходящее через грунтовый теплообменник — 600 м3 в час

Подача воздуха идет в жилые комнаты, забор воздуха из санузлов и кухни. Кухонная вытяжка над плитой не подключена к рекуператору.

При этом при температуре на улицы до -15, после грунтового теплообменника до рекуператора стабильная температура +9 — +11 градусов

Система вентиляции работает не постоянно, дом наездами, когда никого нет естественно её отключают. Но режим работы в новогодние праздники более двух недель показал стабильные температуры. Конечно к концу зимы грунт при постоянном режиме промерзнет, но в данном варианте длина трубы рассчитана на этот режим работы, при постоянной эксплуатации она нужна чуть длиннее, хотя и морозы с сильным минусом не постоянны, и более недели не держаться.

Рассматривать температуру после рекуператора не будем, т.к. и так понятно, что при расходе воздуха в 600 кубов при рекуператоре рассчитанном на 1300, КПД будет максимальный, и реально разница составляет максимум 2 градуса.

Для информации чтобы не возникало вопросов по этой теме: в систему после рекуператора установлен догрев от отопительного котла

Сделано это для того, чтобы быстро прогреть воздух в доме до +22 который при отсутствии людей может быть понижен до 18 гр, для этого подачу воздуха прогреваем до +26.

Итоги: Грунтовый теплообменник показал хорошую работу в зимний период, полностью заменил догрев входящего воздуха до плюсовых температур.

Расчет длины рекуператора можно посмотреть тут

бытовой вентиляционный нагреватель своими руками, воздушная установка для частного дома

Обязательным условием комфортного проживания в частном доме является наличие правильно подобранной системы вентиляции, которая качественно обновляет воздух в помещении. Такое оборудование поддерживает оптимальный микроклимат, регулирует влажность и не охлаждает помещение зимой. Используя специальный рекуператор воздуха, можно расширить функциональность системы вентиляции, сократить расходы домовладельца на обогрев и коммунальные платежи.

Содержание статьи

Особенности и принцип работы

Под рекуперацией принято понимать процесс теплообмена, когда идущий с улицы холодный воздух нагревается тёплым потоком, который удаляется из квартиры. Используемые установки отличаются простотой конструкции, они надежны, позволяя предупредить быстрое охлаждение помещения в зимнее время года. Работают рекуператоры на электричестве, при этом современное оборудование отличается экономичностью, а расход энергии будет в разы меньше, чем возможная экономия на обогреве помещения.

 

Принцип работы таких устройств чрезвычайно прост. Внутри рекуператора холодный и теплый поток встречаются, но не смешиваются. При этом происходит активная передача тепла холодному воздуху с улицы, который может нагреваться на 3−5 градусов. В каждом конкретном случае эффективность таких устройств и их функциональные возможности будут различаться, в зависимости от выбранной конструкции, типа техники, наличия или отсутствия дополнительных вентиляторов с теплонагревающими элементами.

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

• Роторные.
• Пластинчатые.
• Канальные.
• Трубчатые.
• С отдельным теплоносителем.

Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.

Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

Самостоятельное изготовление рекуператора

Сегодня в продаже можно найти различные модели изготовленных в заводских условиях системы рекуперации воздуха для частного дома, которые отличаются качеством сборки, имеют высокие показатели КПД, а их монтаж не представляет сложности. Однако высокая цена такого оборудования отрицательно сказывается на его популярности на российском рынке.

Поэтому многие отечественные домовладельцы самостоятельно изготавливают нагреватели, выполнить которые можно из подручных материалов с использованием простейших инструментов. Нужно лишь продумать тип конструкции, а также рассчитать мощность установки, которая должна подходить под показатели производительности всей системы вентиляции в доме.

Проще всего сделать своими руками рекуператор для частного дома пластинчатого типа, который отличается простотой конструкции и эффективностью. Можно найти многочисленные схемы выполнения такого оборудования, что существенно упрощает работу, одновременно имеется возможность точного расчёта мощности конкретной установки.

К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:

• Длительный срок эксплуатации.
• Простота используемых материалов и функциональных элементов.
• Надежность конструкции.
• Полная автономность и отсутствие привязки к электроснабжению.
• Высокий КПД.

К минусам таких нагревателей для системы вентиляции принято относить лишь вероятность образования наледи при сильных морозах, что отрицательно сказывается на эффективности установки, вплоть до полного прекращения нагрева поступающего с улицы воздуха. Чтобы решить такие проблемы с обледенением, необходимо дополнительно утеплять рекуператор или устанавливать его в теплом обогреваемом помещении.

Большой популярностью пользуются самодельные рекуператоры кассетного типа, которые эффективны и при этом полностью решают проблемы с появлением конденсата и обледенением при низких температурах. Выполнить такие нагреватели и их кассеты можно из целлюлозы, а корпус устройства изготавливается из жести или любого другого металла, хорошо защищенного от коррозии.

Необходимые компоненты и материалы

Перед тем как непосредственно приступать к изготовлению рекуператора, необходимо подготовить используемые инструменты и материалы. Для такой работы потребуется следующее:

• Компьютерный вентилятор.
• Четыре фланца.
• Уголок.
• Метизы.
• Герметик.
• Клей.
• Фанера или металл для корпуса аппарата.
• Минеральная вата для утепления.
• Деревянные рейки для основания.
• Алюминиевые листы для изготовления кассет.

Можно использовать уже готовые целлюлозные кассеты, которые выпускаются для фильтров автомобилей и кондиционеров. Их использование позволяет существенно упростить изготовление рекуператора, повышая его мощность и в последующем упрощая обслуживание самодельного оборудования.

Подыскать в интернете простые в реализации схемы изготовления самодельных рекуператоров не составит труда. Также простейшие чертежи можно выполнить самостоятельно с учетом мощности оборудования и необходимой производительности. Выполнять такое устройство без схемы изготовления не следует, так как в последующем сложно правильно собрать всю систему, что отрицательно сказывается на надежности оборудования и его эффективности.

Сборка нагревателя

Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.

Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.

Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.

Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.

На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.

Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.

На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.

Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Теплообменники и Климатеческое Оборудования (Каталог) КИНСИ

В современном мире, существует огромное множество различных систем, где применяются медно-алюминиевые теплообменники. От обычного холодильника до крупного технологического оборудования, но в основном, калориферы применяются в системах вентиляции и кондиционирования, для охлаждения или нагрева воздуха. Все виды медно-алюминиевых теплообменников, схожи по конструкции и используемых материалов для производства, но отличаются принципом действия и рабочей охлаждающей или нагревающей средой, которая циркулирует по рабочему жидкостному контуру калорифера.

Виды медно алюминиевых теплообменников:

• Калорифер водяной — применяется в системах приточной вентиляции, воздушного водяного отопления или охлаждения;
• Калорифер фреоновый — применяется в системах приточной вентиляции и центрального кондиционирования, с применением тепло- и хладо- носителя, фреон;
• Калорифер паровой — применяется в системах приточной вентиляции или технологическом оборудовании, в различных сферах, теплоноситель подается из котельной или централи, в виде пара.

 

Мы изготавливаем все виды калориферов, любых мощностей и габаритов.

Фреоновый конденсатор — медно-алюминиевый калорифер систем кондиционирования и охлаждения. Используется в системах промышленного и коммерческого кондиционирования, для для отвода тепла, от холодильного оборудования.

Водяной воздухонагреватель — медно-алюминиевый калорифер систем вентиляции. Используется в системах приточной или приточно-вытяжной вентиляции. Эти теплообменники используются для нагрева приточного воздуха.

Фреоновые охладители — медно-алюминиевый калорифер систем вентиляции и кондиционирования. Используется в системах приточной или приточно-вытяжной вентиляции. Эти теплообменники используются для охлаждения приточного воздуха.

Водяной воздухоохладитель — медно-алюминиевый калорифер систем вентиляции. Используется в системах приточной или приточно-вытяжной вентиляции. Эти теплообменники используются для охлаждения приточного воздуха.

Паровой воздухонагреватель — медно-алюминиевый калорифер систем нагрева воздуха. Используется в системах вентиляции, промышленности и технологических процессах. Эти теплообменники используются для нагрева воздуха.

Канальные нагреватели и охладители — медно-алюминиевые калориферы систем вентиляции и кондиционирования. Используется в системах приточной или приточно-вытяжной вентиляции. Эти теплообменники используются в канальной наборной вентиляции.

 

Чтобы купить новый качественный и недорогой медно алюминиевый теплообменник или заказать аналог калорифер, для системы вентиляции или кондиционирования, отправьте готовую заявку с заполненным опросным листом на почту [email protected], или обратитесь к нашим квалифицированным специалистам за расчетом и консультацией по номеру телефона +7 (812) 648-23-68. Лучшая цена и условия доставки в России, расчет медно-алюминиевого теплообменника за 30 минут, только у нас.

 

Водяной и грунтовый теплообменники для приточной вентиляции в СПб

Компания «Нева Климат» более десяти лет профессионально занимается монтажом водяных и грунтовых теплообменников для приточной вентиляции в Санкт-Петербурге (СПб) и области.

 

Вентиляция воздуха в помещении в целях нагрева воздуха и ликвидации той разницы температур, что существует между уличным воздухом и комнатным, оснащается теплообменником.

Виды теплообменников для приточной вентиляции

Различают водяной теплообменник для приточной вентиляции и грунтовый (подземный) теплообменник.

Водяной теплообменник для приточной вентиляции.

В систему теплоснабжения можно встроить калорифер водяной для приточной вентиляции, состоящий из двух, трех или четырех рядов – такие модели теплообменника приточной системы более всего распространены в России.

Чем больше количество рядов, тем большей площадью водяной системный теплообменник может оперировать при соприкосновении через стену воздуха и водного носителя тепла.

Однако водяной теплообменник для приточной вентиляции имеет существенный недостаток – чем больше места отведено для труб, подводящих воздух, тем меньше места отводится для пропускания жидкого теплоносителя.

Такая конфигурация теплообменника вентиляции вынуждает либо находить компромисс при размещении труб, либо значительно увеличивать размеры смесителя.

Водяной теплообменник не позволяет регулировать температуру приходящего воздуха, и в этих случаях для вентиляционного калорифера устанавливают трехходовой кран – устройство, направляющее водный теплоноситель на большой или малый круги нагрева.

 

Грунтовый теплообменник для вентиляции.

Установка грунтового теплообменника выгодна в финансовом отношении, так как требует затрат только на установку, а тепло поставляется для вентиляции грунтовым слоем.

Для прокладки систем с грунтовым теплообменником используют трубы из ПВХ, их удобно монтировать благодаря уплотнительным резинкам и раструбам.

Прокладка поворотов труб для систем с грунтовым теплообменником не требует сварки, а использует фитинги – уголки и тройники.

Грунтовый слой в разных регионах промерзает по-разному, поэтому при прокладке систем с грунтовым теплообменником необходимо придерживаться определенной глубины.

Монтаж труб для вентиляционных систем с грунтовым теплообменником проводят на глубине 1,5-2 м, если температура земли не опускается ниже 10 ^оС. При монтажных работах с грунтовым слоем соблюдают уклон в 2 см на каждый 1 см погонный, чтобы дать стечь попавшему внутрь конденсату.

Для жилых домов системы с использованием  грунтового теплообменника можно делать бесканальными – вместо зарытых в землю труб грунтовый теплообменник будет подогревать всасываемый воздух в нише, заполненной щебнем.

Теплообменник грунтовый с использованием щебневой ямы  будет работать , если вырыть котлован, не доходя 1 м до глубины, где грунт промерзает. Для всасывания воздуха система с грунтовым теплообменником использует вертикальную трубу, уходящую в щебень.

Грунтовый теплообменник такой конструкции практически не требует ремонта, за исключением очистки всасывающей воздух трубы.

ТЕПЛООБМЕННИКИ

Теплообменник — это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находиться в прямом контакте. Устройства, в которых используются источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или огневые нагреватели, обычно не считаются теплообменниками, хотя многие принципы, заложенные в их конструкции, одинаковы.

Чтобы обсудить теплообменники, необходимо дать некоторую форму категоризации.Обычно используются два подхода. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования в первую очередь по конструкции. Оба рассмотрены здесь.

Классификация теплообменников по конфигурации потока

Существует четыре основных конфигурации потока:

На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях.Этот тип устройства потока позволяет максимально изменить температуру обеих жидкостей и, следовательно, является наиболее эффективным (где эффективность — это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).

Рисунок 1. Противоток.

В теплообменниках с прямоточным потоком потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на рисунке 2. Это менее эффективно, чем противоток, но обеспечивает более однородную температуру стенок.

Рисунок 2. Попутный поток.

По эффективности теплообменники с перекрестным потоком занимают промежуточное положение между противоточными и параллельными теплообменниками. В этих установках потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Поперечный поток.

В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных проточных типов. Примерами являются комбинированные теплообменники с поперечным / противотоком и многопроходные теплообменники.(См., Например, рисунок 4.)

Рис. 4. Поперечный / противоточный поток.

Классификация теплообменников по конструкции

В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5). Первый уровень классификации — разделение типов теплообменников на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости протекают одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока.Рекуперативный теплообменник имеет единственный путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

Рисунок 5. Классификация теплообменников.

Регенеративные теплообменники

В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается при прохождении через нее горячей жидкости (это известно как «горячий обдув»). Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»).Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов дает Walker (1982).

Регенераторы в основном используются для рекуперации тепла газа / газа на электростанциях и в других энергоемких отраслях. Два основных типа регенераторов — статические и динамические. Оба типа регенераторов являются кратковременными в эксплуатации, и, если при их проектировании не будут приняты особые меры, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов, вероятно, расширится в будущем, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и утилизировать больше низкопотенциального тепла. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специальных применений, рекуперативные теплообменники более распространены.

Рекуперативные теплообменники

Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые можно в широком смысле сгруппировать в непрямой контакт, прямой контакт и специальные. В теплообменниках непрямого контакта теплоносители разделяются с помощью трубок, пластин и т. Д.. Теплообменники с прямым контактом не разделяют жидкости, обмениваясь теплом, и фактически полагаются на то, что жидкости находятся в тесном контакте.

В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, и они расположены в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.

В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.

Трубчатые теплообменники очень популярны из-за гибкости, которую проектировщик должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно разделить на несколько категорий, из которых кожухотрубный теплообменник является наиболее распространенным.

Кожухотрубный теплообменник состоит из ряда трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. На рисунке 8 показан типичный блок, который можно найти на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне труб, а вторая жидкость течет по трубкам. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и могут течь в параллельном или перекрестном / противотоке.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:

• Передняя часть — это место, где жидкость входит в трубную часть теплообменника.

• Задний конец — это то место, где жидкость со стороны трубы выходит из теплообменника или где она возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами со стороны трубы.

• Пучок труб — состоит из трубок, трубных решеток, перегородок, анкерных стержней и т. Д. Для удержания пучка вместе.

• Кожух — содержит пучок труб.

Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их обозначения и использования. Это стандарт ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Обычно кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с использованием сильных кислот в фармацевтических препаратах) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, чтобы трубки были прямыми, но в некоторых криогенных приложениях используются спиральные или змеевики Хэмпсона .Простая форма кожухотрубного теплообменника — это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, содержащихся внутри трубы большего размера. В наиболее сложной форме многотрубный двухтрубный теплообменник мало отличается от кожухотрубного теплообменника. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько блоков могут быть соединены болтами для достижения требуемой нагрузки. Книга Э.А.Д. Сондерс [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.

К другим типам трубчатых теплообменников относятся:

• Печи — технологическая жидкость проходит через печь в прямых или спирально намотанных трубах, а нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.

• Пластинчатые трубы — в основном используются в системах рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.

• С электрическим нагревом — в этом случае жидкость обычно течет по внешней стороне электрически нагреваемых трубок (см. Джоулев нагрев).

• Теплообменники с воздушным охлаждением состоят из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции. Трубки могут иметь ребра различного типа, чтобы обеспечить дополнительную площадь поверхности со стороны воздуха. Воздух либо всасывается через трубы вентилятором, установленным над пучком (принудительная тяга), либо продувается через трубы вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Они, как правило, используются в местах, где есть проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.

• Тепловые трубы, сосуды с мешалкой и теплообменники из графитовых блоков можно рассматривать как трубчатые или помещать в Рекуперативные «Особые предложения». Тепловая труба состоит из трубы, материала фитиля и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и переходит на другой конец тепловой трубки, где она конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость под действием капилляров возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Сосуды с мешалкой в ​​основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из емкости с трубками внутри и мешалки, такой как пропеллер или ленточный винтовой импеллер. Трубки несут горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Теплообменники с угольным блоком обычно используются, когда необходимо нагреть или охладить агрессивные жидкости. Они состоят из твердых блоков углерода, в которых просверлены отверстия для прохождения жидкости. Затем блоки скрепляются болтами вместе с коллекторами, образуя теплообменник.

Пластинчатые теплообменники отделяют жидкости, обменивающиеся теплом, с помощью пластин.У них обычно есть улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и они скреплены болтами, припаяны или сварены. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за высокого отношения площади поверхности к объему, малого количества жидкостей и способности обрабатывать более двух паров они также начинают использоваться в химической промышленности.

Пластинчатые и рамные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько тисненых прямоугольных пластин с отверстиями на углу для прохождения жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая герметизирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рис. 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его можно легко разобрать для очистки. Если утечка в окружающую среду вызывает беспокойство, можно сварить две пластины вместе, чтобы гарантировать, что жидкость, протекающая между сваренными пластинами, не сможет протечь. Однако, поскольку некоторые прокладки все еще присутствуют, утечка все еще возможна. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают возможность утечки за счет пайки всех пластин вместе, а затем приваривания входных и выходных отверстий.

Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.

Рисунок 7. Классификация пластинчатого теплообменника.

Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.

Рисунок 9. Пластинчато-рамный теплообменник.

Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или прокладок, зажатых между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы допускать любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропустить до 12 потоков жидкости через один теплообменник за счет тщательного расположения коллекторов.Обычно они изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны вместе. Их основное применение — сжижение газа из-за их способности работать с близкими температурами.

Пластинчатые теплообменники в некоторых отношениях похожи на кожухотрубные. Прямоугольные трубы с закругленными углами уложены друг на друга, образуя пучок, который помещается внутри оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, тогда как жидкость течет параллельно через промежутки между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются проточные каналы большего размера.

Спиральные пластинчатые теплообменники образуются путем наматывания двух плоских параллельных пластин вместе в змеевик. Затем концы уплотняются прокладками или свариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязняющими жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.

В теплообменниках этой категории не используется поверхность теплопередачи, из-за чего они часто дешевле, чем косвенные теплообменники.Однако, чтобы использовать теплообменник с прямым контактом с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если будет использоваться одна жидкость, она должна претерпеть фазовый переход. (См. Прямая контактная теплопередача.)

Наиболее легко узнаваемая форма теплообменника с прямым контактом — градирня с естественной тягой, которая используется на многих электростанциях. Эти агрегаты состоят из большой приблизительно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и насадки внизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется на набивку сверху, в то время как воздух проходит через дно набивки и поднимается вверх через башню за счет естественной плавучести.Основная проблема с этим и другими типами градирен с прямым контактом — это постоянная необходимость восполнения подачи охлаждающей воды за счет испарения.

Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных затрат и затрат на обслуживание. Есть много вариантов конденсатора прямого контакта. В простейшей форме охлаждающая жидкость разбрызгивается сверху емкости над паром, поступающим сбоку емкости. Затем конденсат и охлаждающая жидкость собираются внизу.Большая площадь поверхности распылителя гарантирует, что они являются достаточно эффективными теплообменниками.

Закачка пара используется для нагрева жидкости в резервуарах или в трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло путем конденсации. Обычно попытки собрать конденсат не предпринимаются.

Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушится путем пропускания его через поток горячего воздуха. Другой вид прямого нагрева — это горение под водой.Он был разработан в основном для концентрирования и кристаллизации коррозионных растворов. Жидкость испаряется пламенем, и выхлопные газы направляются вниз в жидкость, которая находится в резервуаре.

Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях похож на теплообменник с воздушным охлаждением. Однако в этом типе устройства вода распыляется по трубкам, а вентилятор всасывает воздух и воду по пучку труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выбрасывается в атмосферу.

Скребковые теплообменники состоят из емкости с рубашкой, через которую проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок емкости. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности в процессе образования отложений на нагретых стенках сосуда с рубашкой.

Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, в конце которого происходит реверсирование, горячий газ отключается, а холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом агрегатов заключается в том, что и горячий, и холодный поток прерывистый. Для преодоления этого и обеспечения непрерывной работы требуются по крайней мере два статических регенератора или можно использовать роторный регенератор.

В роторном регенераторе насадка цилиндрической формы вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно через воздуховоды с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающуюся насадку. (См. Рекуперативные теплообменники.)

Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.

(1)

Это уравнение вычисляет количество тепла, передаваемого через область dA, где T _h и T _c — локальные температуры горячей и холодной жидкости, α — местный коэффициент теплопередачи, а dA — локальная дополнительная площадь, на которой α основывается. Для плоской стены

(2)

где δ _w — толщина стенки, а λ _w — ее теплопроводность.

Для однофазного обтекания стенки α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разницы температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стены известен, общий коэффициент теплопередачи U определяется как

(3)

где сопротивление стенки r _w равно 1 / α _w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной текучими средами тогда определяется выражением

(4)

Это уравнение предназначено для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, поэтому используется другая форма уравнения

(5)

где — общая тепловая нагрузка, U — средний общий коэффициент теплопередачи, а ΔT _M — средняя разница температур. Расчет ΔT _M и отказ от предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе «Средняя разница температур».

Расчет U и ΔT _M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например,g., размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку с использованием предполагаемого значения AT и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию и U, ΔT _M и пересчитать, чтобы в конечном итоге перейти к решению, которое равно требуемой нагрузке. Однако при выполнении термического анализа на каждой итерации также следует проверять, не превышен ли допустимый перепад давления.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service), автоматически выполняют эти расчеты и оптимизируют конструкцию.

Механические аспекты

Все типы теплообменников должны подвергаться механической конструкции в той или иной форме. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен быть спроектирован в соответствии с местным кодом конструкции сосуда под давлением , таким как ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (Британский стандарт).Эти нормы определяют требования к резервуару высокого давления, но не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях для определенных типов теплообменников существуют специальные стандарты. Два из них перечислены ниже, но в целом отдельные производители определяют свои собственные стандарты.

ССЫЛКИ

Гарланд, У. Дж. (1990) Частное сообщение.

Уокер, Г. (1982) Industrial Heat Exchangers-A Basic Guide , Hemisphere Publishing Corporation.

Rohsenow, W. M. и Hartnett, J. P. (1973) Handbook of Heat Transfer , New York: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75)

-9

Сондерс, Э. А. Д. (1988) Теплообменники — выбор, проектирование и изготовление, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89)

-5

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, (1988 г.) (ТЕМА), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .

Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .

Теплообмен кожухотрубными теплообменниками

Наименования деталей

1. Стационарный головной канал
2. Стационарный головной капот
3. Фланец неподвижной головки
   Канал или крышка
4. Крышка канала
5. Сопло со стационарной головкой
6. Стационарный трубный лист
7. Трубы
8. Ракушка
9. Фланец кожуха
   Стационарная головка
10. Фланец корпуса
    Задний головной конец
11. Раковина сопла
12. Фланец крышки корпуса

13. Лист с плавающей трубкой
14. Крышка плавающей головки
15. Фланец крышки с плавающей головкой
16. плавающая головка Подложка устройства
17. Ступени и проставки
18. Поперечные перегородки
    или опорные пластины
19. Ударная пластина
20. Вентиляционное соединение
21. Дренажное соединение
22. Подключение прибора
23. Поддержка Седло
24. Подъемная проушина
25. Пройти перегородку

Пучкообменники несъемные

Эти типы устройств часто используются в службах высокого давления и службах, где вы хотите избежать проблем с утечкой в ​​соединениях с прокладками.Другое преимущество состоит в том, что они, как правило, более экономичны, чем конструкции съемных пучков.

NEU — наиболее экономичная конструкция из имеющихся. Трубная решетка приварена как к кожуху, так и к крышке. Доступа к оболочке нет. Трубки можно очищать химически, водоструйной или паровой очисткой только изнутри. Эти агрегаты обычно используются в системах с высоким давлением (например, в подогревателях питательной воды), где технологические условия позволяют ровно проходить через теплообменники.

NEN — Трубные листы привариваются как к кожуху, так и к крышкам.Доступ к трубкам осуществляется через крышки на каналах. Эти блоки используются в конструкциях с очень высоким давлением, поскольку их конструкция минимизирует толщину трубной решетки и количество удерживающих фланцев высокого давления.

Сторона AEM / BEM / AEL-Shell полностью приварена, однако крышки съемные. Возможна химическая, механическая и струйная очистка трубок, однако у вас нет доступа к корпусу.

Следует избегать использования очистки паром на устройстве с фиксированной трубной решеткой, если устройство не имеет компенсатора со стороны кожуха.Пар заставит трубки расшириться и вырваться из трубной решетки, что приведет к отказу при запуске.

Дифференциальное тепловое расширение

Поскольку в обязанности теплообменников входит работа с жидкостями с разной температурой, расходом и тепловыми свойствами, происходит дифференциальное расширение металлов.
Когда конечная разница температур между жидкостями значительна, более 50-60 градусов, эти напряжения могут стать серьезными, вызывая деформацию кожухов и повреждение монтажных опор, труб для деформации трубной решетки или трубок, которые ломаются или смещаются из трубки лист.
Конструкции с фиксированной трубной решеткой наиболее уязвимы к дифференциальному тепловому расширению, поскольку не предусмотрены внутренние средства для поглощения напряжений. Одним из широко используемых подходов является установка компенсатора в трубе-оболочке таких конструкций. Это экономичный подход для кожухов размером с трубу. Компенсатор также может быть установлен со стороны трубы в конструкциях с плавающей головкой, но производственные затраты намного выше.

Схема U-образного теплообменника

Альтернативные подходы включают конструкцию пучка U-образных труб, чтобы каждая трубка могла независимо расширяться и сжиматься по мере необходимости, или с помощью конструкции задней плавающей внутренней трубной решетки, которая позволяет всему пучку как единице расширяться и сжиматься.Плавающая головка обычно уплотняется относительно внутренней части оболочки с помощью набивки или уплотнительного кольца.

Конструкция с U-образной трубкой

, предлагающая лучший ответ на дифференциальное тепловое расширение, имеет некоторые недостатки. Замена отдельных трубок может быть трудной или дорогостоящей, особенно внутренние трубы. Кроме того, внутренняя часть трубки не может быть эффективно очищена в U-образных изгибах. Эрозионные повреждения также часто наблюдаются в U-образных изгибах при высоких боковых скоростях трубы. В оболочках большого диаметра большая длина неподдерживаемой трубы в U-образных изгибах внешних трубок может привести к повреждению, вызванному вибрацией.

Конструкции теплообменников с плавающей головкой

В целях снижения термических напряжений и обеспечения средств для снятия пучка труб для очистки было создано несколько конструкций плавающей задней головки.
Самая простая конструкция — сквозная конструкция, которая позволяет полностью протягивать пучок труб через кожух для обслуживания или замены. Для того, чтобы вместить круг под болт с задней головкой, необходимо снять трубы, что приведет к менее эффективному использованию размера корпуса. Кроме того, отсутствие труб приводит к увеличению кольцевых пространств и может способствовать уменьшению потока через эффективную поверхность трубки, что приводит к снижению тепловых характеристик.Некоторые конструкции включают уплотнительные полосы, установленные в кожухе, чтобы помочь заблокировать перепускной пар.
Другой конструкцией плавающей головки, которая частично устраняет вышеуказанные недостатки, является «плавающая головка с разъемным кольцом». Здесь плавающая головка капот крепятся к разделенной кольцевой прокладке вместо трубной решетки.

Это устраняет диаметр окружности болта и позволяет заполнить оболочку полным комплектом трубок. Эта конструкция более дорогая, чем обычная сквозная конструкция, но широко используется в нефтехимической промышленности.Для применений с высокими давлениями или температурами или там, где желательно более надежное уплотнение между жидкостями, должна быть указана протяжная конструкция.
Два других типа, конструкции с «фонарным кольцом с внешней набивкой» и «сальником с внешней набивкой», обеспечивают менее надежное уплотнение против утечки в атмосферу, чем конструкции с протяжным кольцом или разъемным кольцом, но могут быть сконфигурированы для работы в одной трубе.

Корпусные конструкции

Самым распространенным типом кожуха ТЕМА является кожух «E», поскольку он наиболее подходит для большинства промышленных процессов охлаждения.Однако для некоторых приложений другие оболочки предлагают явные преимущества.
Например, конструкция оболочки ТЕМА-Ф предусматривает установку пластины продольного потока внутри узла трубного пучка. Эта пластина заставляет оболочку текучей среды перемещаться вниз по одной половине пучка труб, а затем вниз по другой половине, в результате чего создается противоточная структура потока, которая лучше всего подходит для передачи тепла.
Этот тип конструкции может быть указан там, где требуется близкая температура приближения и когда скорость потока позволяет использовать одну половину оболочки за раз.В приложениях с рекуперацией тепла или там, где требуется увеличенная тепловая длина для достижения эффективной общей теплопередачи, кожухи могут быть установлены с последовательными потоками.

Обычно используется до шести более коротких гильз, установленных последовательно, что приводит к противотоку, близкому к характеристикам, как если бы использовалась одна длинная гильза в конструкции за один проход.

Конструкции корпусов

TEMA G и H наиболее подходят для применений с фазовым переходом, где байпас вокруг продольной пластины и противоточный поток менее важны, чем равномерное распределение потока.В оболочке этого типа продольная пластина обеспечивает лучшее распределение потока в паровых потоках и помогает вымывать неконденсирующиеся вещества. Их часто рекомендуют использовать в горизонтальных термосифонных ребойлерах и полных конденсаторах.

TEMA J Корпуса обычно предназначены для работы с фазовым переходом, когда требуется значительно снизить падение давления на стороне корпуса. Они обычно используются в составе наборов с единственными соплами, используемыми в качестве входа и выхода.
Специальный тип J-образной оболочки используется для испарения жидкостей на стороне корпуса в затопленном состоянии.Отдельная емкость для отделения паров без трубок установлена ​​над основной J-образной оболочкой с выпускным отверстием для пара в верхней части этой емкости. Оболочка ТЕМА К, также называемая «ребойлер котла », указывается, когда боковой поток кожуха подвергается испарению.

Уровень жидкости в конструкции кожуха К должен только покрывать пучок труб, который заполняет конец кожуха меньшего диаметра.
Этот уровень жидкости контролируется жидкостью, протекающей по каналу на дальнем конце входного сопла.Увеличенная площадь корпуса служит для облегчения отвода паров кипящей жидкости в нижней части корпуса. Чтобы застраховаться от чрезмерного уноса жидкости с потоком пара, требуется отдельный резервуар, как описано выше.
Унос жидкости также можно свести к минимуму, установив сетчатый демистер на сопле выхода пара. U-образные пучки обычно используются с конструкциями оболочки K. Оболочки типа K дороги для испарения под высоким давлением из-за диаметра оболочки и необходимой толщины стенок.

Кожух TEMA X, или кожух с поперечным потоком, чаще всего используется в системах конденсации пара, хотя его также можно эффективно использовать при охлаждении или нагревании газа низкого давления.

Он обеспечивает очень низкий перепад давления на стороне кожуха и поэтому наиболее подходит для конденсации в условиях вакуума. Для обеспечения адекватного распределения паров конструкции X-образной оболочки обычно имеют зону, свободную от трубок, вдоль верхней части теплообменника. Также типично проектировать конденсаторы с X-образной оболочкой с проходным сечением в нижней части трубного пучка, чтобы обеспечить свободный поток конденсата к выходному соплу. Тщательное внимание к эффективному удалению неконденсируемых веществ жизненно важно для конструкций X-shell.

Другие страницы о теплообменниках

Часть 1: Теплообмен и типы теплообменников.

Часть 2: Кожухотрубные теплообменники.

Часть 3: Трубы и трубные листы теплообменников.

Часть 4: Сборка кожуха теплообменников.

Часть 5: Обозначения ТЕМА теплообменников.

Принцип работы пластинчатого теплообменника, Принцип работы пластинчатого теплообменника

Сразу заметно, что путь, по которому проходят жидкости, хаотичен, на самом деле поперечное сечение постоянно меняется.

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

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

На рисунке показаны основные геометрические параметры гофры:

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

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

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

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

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

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

Φ = фактическая площадь гофрированной поверхности / площадь проекции гофрированной поверхности

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

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

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

Если вы хотите загрузить файлы, щелкните здесь:

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

Энрико Голин, R&D Onda S.П.А.

Теплообменник | Паяная плита | Тарелка Рамка | Оболочка

НОВОСТИ! SEC поставляет 12 больших пластинчатых и рамных теплообменников для нового завода по переработке молока в Восточной Канаде. Некоторые модели имеют высоту 9 футов с более чем 450 пластинами на теплообменник. SEC поставляет сантехнические конструкции с рамами из нержавеющей стали и специализированными соединениями. Посетите наш веб-сайт www.secplateandframe.com.
Следуйте @SECHEATNews Archives

Добро пожаловать в SEC Heat Exchangers

Теплообменники используются в промышленных, коммерческих, морских, промышленных, пищевых, горнодобывающих, криогенных, холодильных, централизованных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и производстве энергии.Теплообменник передает энергию от одной жидкости к другой. Использование теплообменника SEC гарантирует, что эта передача будет происходить наиболее эффективным и технически совершенным способом. Общая эффективность установки будет увеличена, а стоимость системы теплообменника быстро окупится за счет экономии энергии.

SEC может производить и поставлять множество различных типов теплообменников для различных применений, от очень маленьких паяных пластинчатых теплообменников до очень больших пластинчатых и рамных или кожухотрубных моделей.Большие титановые трубчатые теплообменники с монелевым покрытием, показанные на фотографии выше, были поставлены нашему клиенту за 18 недель. Срок изготовления, которого не мог достичь ни один другой производитель. Мы будем работать с вами, чтобы рассчитать точный тип и размер теплообменника, который будет наиболее эффективно работать на вашем предприятии по лучшей цене.

Мы производим теплообменники всех стилей конструкции, включая кожухотрубные, паяные, пластинчатые и рамные, неметаллические, кожухотрубные и котельные экономайзеры. Материалы, которые SEC использует для производства теплообменников, — нержавеющая сталь, титан, медь и большинство сплавов.Наши конструкции включают одинарные и двойные стены. Мы производим; прямые, U-образные и спиральные трубы. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим сайтом и не стесняйтесь задавать нам любые вопросы по телефону, электронной почте или через одну из наших форм, где вы можете указать и запросить техническую информацию.

Паяные пластинчатые теплообменники

высокого давления для R22, R134A, R401A и R407C идеально подходят для ваших промышленных и коммерческих требований, связанных с газом под высоким давлением.

Санитарные теплообменники

SEC спроектированы таким образом, чтобы исключить перекрестное загрязнение жидкостей в критических медицинских, исследовательских целях, а также в производстве продуктов питания и напитков.Лучшие в отрасли прокладки, перегородки и уникальная конструкция обеспечивают надежную изоляцию от жидкости в любых санитарных условиях.

Модульные высокоэффективные теплообменники

SEC позволяют создавать индивидуальные конструкции с использованием модульных компонентов. Это позволяет нам максимизировать потенциал теплопередачи в небольших помещениях без необходимости радикального изменения схемы трубопроводов или снижения эффективности.

Появление пластинчатых теплообменников со свободным потоком SEC Heat Exchangers меняет все. Пластинчатый теплообменник Free Flow специально разработан для широкого спектра применений, в частности для рынка фруктовых соков, сахара и общепромышленного применения.Пластинчатый теплообменник SEC Free Flow может легко обрабатывать практически все типы твердых частиц. Таблица моделей пластинчатого теплообменника со свободным потоком SEC PDF

PlateMax, подразделение SEC Heat Exchanger, имеет собственный (большой оранжевый) пластинчатый и рамный теплообменник. Доступен с пластинами из титана, нержавеющей стали 304-L или 316-L. Варианты рамы включают углеродистую сталь, нержавеющую сталь или титан. Также доступны в «санитарном» исполнении для фармацевтических процессов, лабораторных чистых условий, молока и многих других применений в пищевой промышленности.

Высококачественные теплообменники SEC Компактные спиральные теплообменники разработаны для обеспечения рентабельной теплопередачи при минимально возможных затратах в течение жизненного цикла. Спиральные теплообменники могут быть разработаны для любого коммерческого или промышленного применения.

Теплообменники

SEC Disc и Shell имеют чрезвычайно эффективную конструкцию, в первую очередь благодаря высокой турбулентности, создаваемой стратегически разработанной геометрией пластин. Дисковые теплообменники и теплообменники Shell спроектированы по индивидуальному заказу, чтобы обеспечить лучшее решение для вашего приложения с высокой турбулентностью.

Затраты на электроэнергию являются самыми высокими за последнее время. Повышение эффективности тепловых процессов является жизненно важным элементом в сокращении растущих затрат на энергию. SEC Heat Exchangers Boiler Exconomizers — одно из лучших решений для высоких затрат на энергию.

SEC Heat Exchangers предоставляет изготовленные на заказ криогенные теплообменники для критических медицинских, исследовательских, космических и промышленных применений. Позвоните по телефону 1.800.335.6650 , чтобы рассказать о своем приложении и получить помощь в процессе проектирования и изготовления.

Экономия энергии за счет простой рекуперации тепла HVAC — CIBSE Journal

Снижение энергопотребления в зданиях — это не только экономическая проблема, но и все больше связанное с возможностями снижения спроса на первичный источник энергии (и распределительные сети), а также снижение воздействия на окружающую среду в течение жизненного цикла. В этой статье CPD будет рассмотрена рекуперация тепла в системах механической вентиляции с использованием пластинчатых теплообменников и показано, как сравнивать годовую производительность обогрева с использованием данных о погоде в бункерах.

Системы рекуперации тепла

Рекуперация тепла в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обычно обеспечивает обмен теплом между выходящим из помещения воздухом и воздухом, поступающим извне. Система может быть спроектирована для обмена только явным теплом или как явным, так и скрытым теплом. Подробности об основных типах систем можно увидеть в Разделе B Руководства CIBSE.

Пример процесса рекуперации явного тепла показан на рисунке 1.

---

Рисунок 1: Психрометрия пластинчатого теплообменника перекрестного тока

Этот психрометрический процесс указывает на увеличение явной теплоты поступающего воздуха, которое может иметь место в пластинчатом теплообменнике с перекрестным потоком, (регенеративном) тепловом колесе или при вращении змеевика.Этот процесс представляет собой базовый процесс ощутимого нагрева или охлаждения — в зависимости от температуры встречных воздушных потоков.

Эффективность явного тепла теплообменника, ε _S = ṁ _O (θ _B — θ _O ) / ṁ _R (θ _R — θ _O ), где ṁ _O и _R — соответствующие массовые расходы воздуха при температуре θO наружного воздуха, θR — комнатной температуре, и θ _B — температура наружного воздуха после его прохождения через теплообменник.

Рассматривая рисунок 1, если температура входящего воздуха θ _O ниже температуры точки росы удаляемого воздуха, θ _Rdp , вероятно, есть некоторая конденсация в воздушном потоке, поступающем из занятого пространство, тем самым обеспечивая повышенный теплообмен. Но в случае простого непроницаемого пластинчатого теплообменника передача водяного пара отсутствует. Тепло Рис. 2: Сечение комбинированного пластинчатого теплообменника с противотоком и перекрестным потоком конденсации добавляется к рекуперированному теплу.В последние годы был разработан простой пластинчатый теплообменник с поперечным потоком, обеспечивающий дополнительный противоточный компонент, как показано на Рисунке 2.

---

Рис. 2. Сечение комбинированного противоточного и перекрестно-проточного пластинчатого теплообменника

Благодаря увеличенной поверхности теплообмена эффективность увеличивается (как и падение давления со стороны воздуха). Производитель1 сообщает о сезонной эффективности явного теплообмена 85%; такой процесс проиллюстрирован (приблизительно) на Рисунке 3, где конденсация из выходящего воздуха дополнительно увеличивает температуру по сухому термометру входящего наружного воздуха.

Дополнительное сопротивление воздушному потоку потребует энергии для мощности вентилятора (Вт) по формуле:

Мощность = Q⋅ΔΡ / η _{вентилятор}

, где Q — объемный расход воздуха (м ³ ⋅s ^-1 ), ΔΡ — дополнительный перепад давления через устройство (Па), а η _{вентилятор} — общий КПД вентилятора, привода и двигателя. Это будет дополнительная прямая электроэнергия, которая, вероятно, будет более дорогостоящей — и будет иметь вдвое больший углеродный след — любого компенсируемого нагрева природного газа или любой экономии на охлаждении (из-за коэффициента производительности (COP), электроэнергии для охлаждения потребление, как правило, будет меньше половины получаемого охлаждения).Для устройства рекуперации тепла также потребуется байпас, чтобы избежать нежелательной передачи тепла входящему воздуху в летних условиях.

---

Рисунок 3: Пластинчатый теплообменник с конденсацией в воздухе выпускного помещения

Применение рекуперации тепла модели

В этом модуле CPD будет использоваться простой пример здания для изучения влияния рекуперации тепла в очень распространенном применении вентиляции в Великобритании (без охлаждения). Это пример сравнительного метода, который можно использовать — его можно быстро разработать в виде электронной таблицы, которую можно легко расширить для исследования других чувствительных факторов, включая анализ NPV.Здание представляет собой небольшой отдельно стоящий магазин шириной 20 м, глубиной 10,2 м и высотой от пола до потолка 3 м, расположенный рядом с оживленной дорогой на окраине Лондона. В здании установлены окна (и двери) с тройным остеклением вдоль 50% длинной южной стены, оно было построено в течение последних двух лет.

Воздух для обогрева и вентиляции подается с помощью механической системы вентиляции для поддержания минимальной температуры 21 ° C. В помещении будет один человек, 24 часа в сутки, а освещение обеспечивает приток тепла 10 Вт⋅м ^-2 площадь пола без использования другого оборудования.Из-за материалов, хранящихся в здании, требуется полная вентиляция свежим воздухом с частотой не менее шести воздухообменов в час. Данные здания, необходимые для проведения расчетов теплопотерь, приведены в таблице 1.

---

Таблица 1: Пример данных о здании

Система рекуперации тепла часто включается в комплектные вентиляционные установки, аналогичные показанным на рисунке 4, предназначенные для установки в пустотах потолка.

---

Рисунок 4: Пластинчатый теплообменник с конденсацией в воздухе выпускного помещения

Для детального изучения здания и применения рекуперации тепла требуется пакет динамического моделирования.Однако, используя накопленные данные о температуре наружного воздуха вместе с коэффициентом теплопотерь здания и предполагаемыми случайными выгодами, можно провести разумное сравнительное исследование. Температуры наружного воздуха для пригородов Лондона (почасовые измерения за 20 лет) приведены в первых двух столбцах таблицы 2. Этот тип данных можно легко получить для большинства мест в мире из местных метеорологических бюро.

---

Таблица 2: Частота изменения температуры наружного воздуха для пригорода Лондона (24-часовые, ежечасные данные) вместе с потерями тепла в здании при средней температуре диапазона, случайным приростом и результирующей полосовой тепловой нагрузкой

Базовый коэффициент теплопотерь здания ² можно определить по формуле:

Σ (AU) + C _v = Σ (AU) + 0.33NV = (20,0 x 10,2) x (0,18 + 0,22) + (10,2 + 10,2 + 20,0 + 10,0) x 3 x 0,26 + 10 x 3 x 1,80 + 0,33 x 0,4 x (20,0 x 10,2 x 3,0) = 255,7 Вт⋅К ^–1

, где A = площадь элемента (м ² ), U = величина U (Вт ⋅ м ^-2 K ^-1 ), C _v = вентиляционная проводимость (Вт ⋅ K ^-1 ), Н = скорость инфильтрации (час ^-1 ) и V = объем пространства (м ³ ).

Используя коэффициент теплопотерь, тепловые потери здания в каждой полосе рассчитываются по формуле:

(Σ (AU) + C _v ) x (θ _R — температура средней полосы).

Случайный прирост показан как постоянный на уровне 2,14 кВт (включая усиление освещения плюс одного человека), и это частично компенсирует потребность в отоплении в течение всего отопительного сезона. При проведении такого анализа обычно учитывается фактор разнообразия, учитывающий различия в таких вещах, как занятость, освещение и оборудование. Последний столбец таблицы 2 показывает

.