Рекуператор что это: Приточно-вытяжная вентиляция (Рекуператоры) – Купить в интернет-магазине Свежий воздух: цены и отзывы.

Что такое рекуператор и как он работает?

Если перевести слово рекуператор с латинского, то получится – получение чего-то обратно.

Когда какое-то помещение вентилируется, то часть теплого воздуха уходит наружу, что снижает эффективность например, отопления в холодный период. Чтобы снизить теплопотери, как-раз и применяются рекуператоры.

Рекуператор, другими словами это теплообменник.

Кстати, забегая вперед, весьма достойный рекуператор вполне можно изготовить своими руками и по качеству он не будет уступать покупному ничем.

Принцип работы рекуператора простым языком таков: есть квадратная труба, сквозь которую выходит воздух из помещения в одном направлении, а перпендикулярно движется свежий воздух с улицы. Внутри стоят специальные пластины, которые не позволяют потокам смешиваться, но благодаря им, тепло от выходящего на улицу воздуха передается входящему потоку свежего воздуха – происходит теплообмен.

В результате попадающий внутрь помещения воздух гораздо теплее, а как выгода – теплопотери существенно снижаются.

Экономия налицо. При наружнем морозе в -15˚C и температуре выходящего через вентиляцию воздуха около +20˚C, при использовании рекуператора, входящий свежий воздух будет иметь температуру около +4 – +8˚C. Собственно это и есть основное предназначение всех рекуператоров.

Рекуператоры бывают четырех видов.

1. Пластинчатые – наиболее распространенные, с КПД 40-65%. Не требуют электричества, но обледенивают в зимний период и подсушивают воздух.
2. Роторные – в них входящий воздух нагревается благодаря тому, что проходит сквозь вращающийся теплообменник. КПД до 87%. Плюс – не пересушивает воздух. Требует электричество.
3. Рециркуляционные (с испольозанием воды или антифриза, в качестве посредника при передачи тепла). КПД 50-65%, требуют электричество и пересушивают воздух.
4. Крышные (используются в промышленных установках и для квартиры или частного дома не подходят) КПД 55-68%.

Поэтому для простого покупателя выбор ограничивается между пластинчатыми и роторными.

Первые дешевле, но менее эффективны.

Вторые – дороже, но более выгодны в процессе эксплуатации.

Как изготовить рекуператор своими руками.

Процесс не такой сложный, как может показаться на первый взгляд.

Для работы необходим листовой оцинкованный металл, несколько пластиковых пластин толщиной 4 и шириной 20мм, и четыре фланца из пластика.

Этапы работы:

1. Нарезаем металлические пластины размером 30х30см. Такого же размера режем пластиковые пластины.
2. На первый лист накоеиваем с помощью силикона две пластмассовые полосы – например, слева и справа. На них, сверху приклеиваем вторую пластину. На нее тоже клеим две полосы, но уже спереди и сзади. И так далее.
3. По достижении нашим теплообменником высоты около 150мм, заканчиваем клеить и оставляем изделие сохнуть.

1. После высыхания, с каждой из сторон теплообменника приклеиваем по пластиковому фланцу, заделывая оставшееся вокруг него пространство герметиком. Воздух толжен проходить только сквозь фланцы.
2. Делаем корпус самого рекуператора – из ДСП, фанеры, пластика – не важно, и помещаем наш теплообменник внутрь.
3. Подключаем рекуператор к системе приточно-вытяжной вентиляции, соблюдая вход и выход воздушных потоков.

Советы из личного опыта:

Обязательно утеплите корпус рекуператора. Любым материалом, в принципе не важно.

Сделайте байпас на приточную вентиляцию. Периодически включая его, можно будет без труда разморозить обледеневший теплообменник зимой. Теплый воздух, выходящий из помещения растопит наледь, после чего снова можно будет пустить приточный воздух через рекуператор.

что это такое, применение, принцип работы

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

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

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

Но большим минусом этих современных атрибутов нашей жизни является плохая вентиляция наших квартир. Чистый воздух в квартиру практически не поступает. При наличии системы центрального отопления, он еще в добавок и очень сухой. Циркуляции воздушных потоков в помещении не происходит. Приобретая рекуператор для квартиры, вы решаете сразу несколько проблем:

— воздухообмен;
— увлажнение;
— обогащение воздуха кислородом.

Применение рекуператора воздуха для квартиры

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

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

Виды рекуператоров воздуха

Рекуператоры для квартиры бывают трех видов:

1. Пластинчатые.

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

2. Роторные.

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

3. Этиленгликолевые.

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

Роторный рекуператор воздуха

Преимущества рекуператора

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

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

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

Принцип работы рекуператора воздуха

Недостатки рекуператоров воздуха

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

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

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

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

Рекуператор воздуха в частном доме: фото

Производители

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

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

Marley.

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

Рекуператор фирмы Marley

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

1. Произведено в Германии.
2. Полная бесшумность.
3. Долговечность при эксплуатации.
4. Простота в монтаже.
5. Не требует обслуживания.
6. Фильтры, защищающие от пыли и других микрочастиц G3 и G4.
7. Исключается повышение влажности, а значит, исключается образование плесени и грибка.

8. Значительно сокращаются затраты на отопление.
9. Энергопотребление всего 3-7 Вт.
10. Имеется пульт ДУ.

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

nomortogelku.xyz

Читайте также:

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

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

Конструкция и принцип действия

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

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

Виды устройств

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

Плюсы и минусы

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

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

Критерии выбора рекуператора

При покупке устройства нужно учитывать:

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

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

Неперехваченное исключение

Для любого помещения необходим комфортный климат. В летний период при проветривании попадает теплый воздух, а в зимний часть тепла уходит на улицу. Для создания приятного климата в доме используют такое устройство, как рекуператор воздуха. С его помощью теплый воздух не будет попадать в помещение, а в холодное время года не будет уходить тепло. Работать такое устройство может автономно или в сочетании с вентиляционной системой. Рекуператор позволяет экономить затраты на отопление и электричество. 

Содержание

  1. Что такое рекуператор воздуха
  2. Достоинства
  3. Виды рекуператоров
  4. Пластинчатые рекуператоры
    4.1 Достоинства пластинчатого рекуператора
    4.2 Недостатки пластинчатого рекуператора
  5. Принцип рекуперации
  6. Чем полезен рекуператор воздуха

Что такое рекуператор воздуха

Рекуператор – это устройство, которое возвращает тепловую энергию. Он отлично справляется с вентиляцией и уравновешивает потоки воздуха. За счет разности температур происходит теплообмен. Следовательно, температура воздуха становится равномерной. В теплообменнике есть две камеры, через которые проходит вытяжной и приточный воздух. А конденсат, который накапливается, автоматически удаляется из прибора. Благодаря рекуператору экономятся расходы на отопление дома. Ведь такой прибор сохраняет большую часть уходящего тепла. 

Достоинства

1. В помещении всегда будет приток свежего воздуха и комфортный климат. 
2. Вы не будете дышать загрязненным воздухом и пылью. В отличие от воздуха, который поступает через окно. В помещение поступает чистый воздух, а грязный уходит из дома. 
3. Срок службы рекуператора довольно-таки большой.
4. Расходы на отопление сокращаются до 50%.
5. Воздух распределяется равномерно, как вверху, так и внизу помещения.
6. Решетка удерживает пыль, бактерии и насекомых. 
7. При использовании рекуператора воздуха, ваш сон будет крепче и здоровее. 

Виды рекуператоров

Рекуператоры разделяются по назначению, принципу движения теплоносителя и характеристикам. Выделяют несколько видов:

1. Водный рекуператор;
2. Роторный рекуператор;
3. Пластинчатый рекуператор;
4. Рекуператор, который возможно разместить на крыше дома.

В нашей статье рассмотрим подробнее устройство и принцип работы пластинчатого рекуператора.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатый рекуператор представляет собой блок из листов пластика или металла, которые собраны с небольшими зазорами (примерно от 2 до 4 мм). Воздушные каналы образуются с помощью продольных ребер, которые расположены между пластинами. Холодный и теплый воздух не смешиваются, а теплоотдача идет от пластин. 

Рекуператоры делятся по направлению воздуха на прямоточные, противоточные и перекрестноточные. 

Самым популярным является перекрестноточный тип. Такой рекуператор имеет простое устройство, каждый следующий слой находится относительно другого под углом 90о. Движение воздуха осуществляется крест-накрест. 

В прямоточном типе движение воздуха идет в одну сторону, а в противоточном на встречу друг другу. Они имеют более сложное устройство и принцип работы, поэтому не являются такими востребованными. Главным минусом пластинчатого теплообменника является образование большого количества конденсата. Поэтому обязательно необходимо устраивать водоотводящую систему. 

Для того, чтобы не происходило обмерзания рекуператора следует придерживаться некоторым правилам:

• Устройство грунтового теплообменника. Воздуховод необходимо проложить ниже уровня промерзания почвы;
• Целесообразно использовать рекуператор из листов целлюлозы. Они впитывают в себя влагу и возвращают обратно ее в цикл;
• В теплообменник можно установить две или три кассеты;
• Тот участок теплообменника, который подвержен промерзанию, заранее оборудуют автоматическим подогревом;
• При срабатывании датчика обмерзания, автоматически холодный воздух уходит вокруг рекуператора, а теплый выступает в качестве обогрева обмерзающих пластин.

Достоинства пластинчатых рекуператоров

Выделяют несколько преимуществ данных теплообменников:

1. Простота монтажа и использования.
2. Воздух может поступать без электричества. Происходит это благодаря естественной вытяжке. 
3. Детали не изнашиваются, а значит срок службы рекуператора большой.
4. Теплоотдачу можно регулировать с помощью удаления или добавления пластин.
5. Затраты на электроэнергию минимальные. Она требуется лишь для защиты от промерзания в холодное время года и работу вентиляторов. 
6. Собрать пластинчатый рекуператор можно самостоятельно.
7. Высокий КПД, иногда достигает 80%.

Несмотря на множество плюсов, есть и некоторые недостатки данного рекуператора:

1. При регулярных циклов оттаивания, уменьшается КПД. 
2. Для удаления конденсата требуется установить водоотводящую систему.
3. Должна быть устроена система от замерзания устройства.
4. Не рекомендуется устройство пластинчатого теплообменника в помещении с повышенной влажностью. 
5. Если кассеты установлены из целлюлозы, то их невозможно починить. В данном случае возможна только замена. 

Принцип рекуперации

Важно! При проектировании любого здания или сооружения должна быть запроектирована естественная вентиляция помещений. Но на такую вентиляцию влияют погодные условия. Летом в жаркую безветренную погоду наш дом практически не имеет естественной вентиляции, а зимой наоборот.

Герметичность помещения можно уменьшить, если улучшить естественную вентиляцию. Сделать это можно только в холодное время года. Но такая система будет требовать большого расхода отопления. Для уменьшения потребления отопления, следует устроить принудительную циркуляцию. Сделать это можно установив систему вытяжных и приточных воздуховодов, а затем нужно установить вентиляторы. С помощью принудительной циркуляции воздух будет идти во все помещения, а тепло не будет уходить. В том месте, где будет происходить смешение двух потоков воздуха, устраивают рекуператор. 

Чем полезен рекуператор воздуха

За счет разделителя, который устроен в рекуператоре, происходит уменьшение смешиваемого поступающего и вытягиваемого воздуха. Благодаря множеству положительных характеристик, рекуператоры воздуха используют в жилых и промышленных зданиях. Их рентабельно использовать для помещений с большой площадью. С высокими температурами хорошо справляются роторные рекуператоры. 

При выборе следует обратить внимание на некоторые нюансы: 

• Площадь помещения;
• Влажность;
• Возможность устройства рекуператора;
• Стоимость;
• КПД.

Установив рекуператор воздуха, вы решите проблемы с вентиляцией вашего дома, а также сэкономите затраты на отопление и электроэнергию.

Читайте также:

Рекуператор — что это такое?

На протяжение долгих лет мы обеспечивали комфортные условия в собственном жилище при помощи приточно–вытяжной вентиляции. Ее основная функция заключалась в естественном воздухообмене, то бишь выведение уже отработанного грязного воздуха из помещения, а также очищении и нагреве того воздуха, который попадает в помещение извне.

В наше время, помещения чуть ли не герметично «запаковывают» с помощью пластиковых стеклопакетов, а это нарушает гармоничность работы приточно-вытяжной вентиляции и стабилизировать ее можно только с помощью специальной установки под названием рекуператор. Нынче, рекуператор купить можно в специализированных интернет-магазинах, а об особенностях ее работы вы узнаете из статьи.

Рекуператор и его особенности

Рекуператор – это устройство, обеспечивающее теплообмен в помещении путем передачи тепла к теплоносителям через специальную стенку, разделяющую их. Данные устройства представляют собой обычную кассету, через которую воздух пропускается, стремясь к теплообменнику. Процесс нагрева воздуха происходит в период прохождения его сквозь стенки.

Но есть в данном устройстве и существенный недостаток, ведь на месте выхода воздуха из устройства всегда образуется наледь. Это чревато следующими последствиями:

1. Воздух начинает проходить сквозь стенки с сопротивлением.
2. Процесс теплообмена приостанавливается до момента полного оттаивания пластин.

Решение подобной проблемы нашлось в установке специального клапана под названием байпас. С его помощью воздух поступает в помещение не через кассету – рекуператор, а как бы в обход, тем самым решая проблему обледенения в зимний период.

Занятно, что происходит обменный процесс таким образом только в период обледенения стенки и когда последняя оттаивает, прежний процесс теплообмена восстанавливается.

Виды рекуператоров

Рекуператоры бывают разных видов и распределяются по разным категориям:

• В зависимости от движения теплоносителя бывают противоточными и прямоточными.
• В зависимости от особенностей конструкции – пластичными, ребристыми, оребренными и трубчатыми.
• В зависимости от специфики действия – воздухонагревающие, газонагревающие и так далее.

Занятно, что вне зависимости от вида устройства, он обеспечивает нагрев и очищение воздуха, который поступает в помещение исключительно за счет переработки того, который из него выходит.

Смотрите также:

Что такое порошковая покраска http://domkrat.org/chto-takoe-poroshkovaya-pokraska/.

Интересное по теме: Как построить баню из бруса

Советы в статье “Как лучше остеклить балкон ” здесь.

Рекуператор. Что это такое смотрим в видео:

Tweet

(PDF) Обзор рекуператора, используемого в газовой турбине Micro

Международный журнал исследований в области прикладных наук и инженерных технологий (IJRASET)

ISSN: 2321-9653; Значение IC: 45,98; Импакт-фактор SJ: 7,429

Том 9 Выпуск VIII, август 2021 г. – Доступно на www.ijraset.com

© IJRASET: Все права защищены

VII. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной статье представлен широкий обзор различных типов рекуператоров, потерь давления при теплопередаче и конструктивных параметров. Кроме того, в

универсальная и гибкая конструкция рекуператоров является еще одной проблемой для микрогазовых турбин, используемых в распределенных системах и системах зеленой энергии

. Прилагаются большие усилия для разработки более совершенного рекуператора для микрогазовых турбин с высокой теплопередачей и

, уменьшающим падение давления.Коэффициент теплопередачи в основном зависит от геометрии первичной поверхности рекуператора.

Сделан вывод, что генетический алгоритм также может обеспечить сильную возможность оптимизации конструкции рекуператора по сравнению с традиционными конструкциями

, в которых может быть задействован процесс проб и ошибок.

Все типы рекуператоров очень полезны, и они используются в соответствии с их применением. Анализ и оптимизация дают лучший результат

.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] Анализ многоцелевой оптимизации конструкции рекуператора первичной поверхности для микротурбин Лю Чжэньюй, Школа механики и энергетики им. Ченг Хуэра

Инженерное дело, Шанхайский университет Цзяотун, Шанхай 200240, Китай Получено 8 октября 2006 г .; принято 13 апреля 2007 г., доступно онлайн 3 мая 2007 г.

[2] A.Д. Литтл, «Возможности микромощных и гибридных систем топливных элементов / газовых турбин в промышленных приложениях», Отчет Министерства энергетики, Субподряд № 85X-TA009V,

2000.

[3] C.F. Макдональд, Технология рекуперации тепла для очень малых газовых турбин, Международный журнал турбо- и реактивных двигателей 13 (4) (1996) 239–261

[4] Массардо А.Ф., Макдональд С.Ф., Коракианитис Т. Муфта микротурбина / топливный элемент для высоких КПД / выработка электроэнергии. Транс ASME 2002; 124: 110.

[5] McDonald CF. Концепция недорогого рекуператора первичной поверхности для микротурбин. Appl Therm Eng 2000; 20: 471–97.

[6] Рекуператоры для микрогазовых турбин: обзор Ганг Сяо, Тяньфэн Ян, Хуанлей Лю, Донг Ни, Марио Луиджи Феррари, Минчун Ли, Чжунъян Луо, Кефа

Цен, Ключевая лаборатория штата Минцзян по использованию чистой энергии. Университет Чжэцзян, 38 Zheda Road, Ханчжоу 310027, Китайская государственная ключевая лаборатория

Industrial Control Technology, Университет Чжэцзян, 38 Zheda Road, Ханчжоу 310027, China Thermochemical Power Group (TPG) – DIME, Università di

Genova, via Montallegro 1 , Генуя 16145, Италия

[7] Уилсон М.А., Рекнэгл К.П., Брукс К.Разработка и разработка недорогого высокотемпературного микроканального рекуператора из карбида кремния. Документ ASME №

GT2005-69143; 2005.

[8] Оптимальный подход к проектированию рекуператора первичной поверхности кольцевого эвольвентного профиля с поперечно-волнистой поверхностью в микротурбине и практический пример применения Jun Caia,

Xiulan Huaia, Wenxuan Xia, Институт инженерной теплофизики Китайской академии наук , Пекин 100190, Китайский университет

Академия наук, Пекин 100080, Китай (2018)

[9] Мулей А., Сундэн Б.Достижения в технологии рекуператоров для газотурбинных систем; 2003.

[10] С.В. Патанкар, Численная теплопередача и поток жидкости, Тейлор и Фрэнсис, Нью-Йорк, 1980.

[11] Синь М.Д., Чжан П.Дж., Ян Дж. Конвективная теплопередача воздуха в микропрямоугольных каналах (на китайском языке). Журнал инженерной теплофизики. 1995; 16 (1): 86-

90.

[12] Zhang PJ, Xin MD. Сопротивление трения для воздушного потока в микропрямоугольных каналах (на китайском языке). Журнал инженерной теплофизики.1996; 17: 135-8.

[13] Тепловой расчет и анализ модели рекуператора Swiss-roll для инновационной микрогазовой турбины Син-И Ши, Йен-Чин Хуанг, кафедра

Машиностроение, Университет Чанг Гунг, 259 Wenhwa First Road, Квейшань, Таоюань 333, Тайвань

[14] Сравнительное исследование и многоцелевая оптимизация пластинчатых рекуператоров, применяемых в микротурбинах мощностью 200 кВт, на основе недоминируемой сортировки и метода нормализации

с учетом эффективности рекуператора, энергоэффективности и общей стоимости Пейман Магсудиа, Садег Садегиб ,, Хамид Хагшенас

Горганик a Школа машиностроения, Инженерный колледж, Тегеранский университет, Тегеран, Иранская школа машиностроения, Иранский университет

науки и технологий (IUST), Нармак, Тегеран, Иранский центр инженерной графики, Технологический университет Шарифа, Тегеран, Иран

Что такое рекуператор? – ПОЗВОНОЧНИК

Рекуператор – что это?

Рекуператор – это система механической приточно-вытяжной вентиляции.Его задача – контролировать циркуляцию воздуха в помещениях и обеспечивать свежий воздух круглый год.

Дорогая ли установка этой системы? Да и нет. Ведь каждая система требует проектирования и установки, а это влечет за собой затраты. Однако эти вложения быстро окупаются благодаря низким счетам за отопление (даже примерно на 40%).

Как работает рекуператор?

Сердцем вентиляции является рекуператор, к которому подсоединяются вентиляционные каналы.Его мощность должна соответствовать размеру здания и количеству комнат. В противном случае внутреннее пространство будет плохо проветриваться, и рекуператор не сможет выполнять свое предназначение.

Как работает система? Использованный и влажный воздух изнутри покидает помещения через вытяжные отверстия. Проходя через рекуператор, он нагревает пластины диффузора и затем покидает здание через пусковую установку. Приточный воздух (поступающий снаружи здания) проходит через воздухозаборник, нагревается и попадает внутрь e.грамм. в гостиную, спальню, кухню или ванную комнату через точку подачи. Что немаловажно, вытяжной и приточный потоки воздуха проходят через отдельные вентиляционные каналы, поэтому они не смешиваются друг с другом.

Преимущества владения рекуператором

Система имеет три больших преимущества, которые отличают эту систему от других. Во-первых, это снижает затраты на отопление дома за счет рекуперации тепла из «старого» воздуха. Это делает рекуператор обязательным элементом оборудования в энергосберегающих и энергосберегающих домах.Во-вторых, благодаря механической системе вентиляции пассажиры дышат чистым отфильтрованным воздухом. Приточный воздух снаружи очищается от пыли, аллергенов и загрязнений. Люди, находящиеся в комнате с рекуператором, чувствуют себя лучше – это особенно важная новость для аллергиков и астматиков. В-третьих, постоянный воздухообмен позволяет поддерживать соответствующий уровень влажности, что защищает от влажности в помещениях и, как следствие, от образования грибка и плесени.В восстановительных помещениях белье сохнет быстрее, а влажные полы, зеркала и окна во влажных помещениях быстрее высыхают после стирки.

При механической вентиляции не нужно открывать окна и проветривать помещения. Таким образом вы избежите шума, сквозняков, вдыхания дыма и насекомых.

Рекуператор в панельных домах SPINE

Благодаря технологии, применяемой в сборных домах SPINE, мы достигаем так называемого положительного эффекта термоса с минимальными потерями энергии.Чтобы обеспечить свежий чистый воздух независимо от погодных условий и строительной площадки дома, мы предлагаем нашим клиентам установку рекуператора. Благодаря этому наши дома герметичны, теплы и энергоэффективны, а жители всегда дышат чистым воздухом.

Вы думаете о модульном бетонном доме? Ознакомьтесь с нашим предложением! Выберите один из готовых проектов или сделайте ставку на индивидуальный проект. Закажите бесплатное предложение и создайте свой новый дом вместе!

Конечноэлементный анализ напряжений в рекуператоре с поперечно-волнистой поверхностью первичной поверхности на основе модели тепло-структурной связи

Для изучения напряжений, деформаций и деформации рекуператора используется модель анализа методом конечных элементов термоструктурной связи первичной обмотки с поперечно-волнистой структурой. установлен поверхностный рекуператор газовой микротурбины.Напряжение рекуператора первичной поверхности с поперечной волной после работы в проектных условиях было проанализировано методом конечных элементов. Была проверена надежность материала, выбранного для рекуператора, и проанализировано влияние перепада давлений и температуры газа на входе на напряжение и смещение рекуператора. Результаты исследования показывают, что максимальное напряжение и деформация на стороне выхода газа из рекуператора выше, чем максимальное напряжение и деформация на стороне входа газа, когда учитывается только давление, и результат противоположен, когда учитываются давление и термическое напряжение. .Воздушный канал рекуператора деформируется в сторону газового канала, воздушный канал становится больше, а газовый канал сжимается. С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение в канале рекуператора также увеличивается. Когда степень сжатия увеличивается до 8,4, достигается предел прочности материала теплообменных ребер. Когда температуры газа и воздуха на выходе остаются неизменными, а тепловое соотношение уменьшается, по мере увеличения температуры газа на входе увеличивается максимальное напряжение.На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается примерно на 2,3 МПа. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании и оптимизации рекуператора.

1. Введение

Микротурбина – это двигатель нового типа. В последние годы он быстро развился в области распределенных систем генерации / энергетики. Внедрение эффективных и компактных теплообменников – один из ключей к их успешному применению.Основываясь на компактности газовой турбины, разработчик должен спроектировать компактный рекуператор с наименьшим объемом и массой, наименьшей стоимостью и легко поддающимся автоматизации массового производства. На рисунке 1 показана принципиальная схема микротурбины с рекуператором, которая в основном состоит из центробежного компрессора, центростремительной турбины, камеры сгорания и рекуператора. После того, как воздух сжимается компрессором, он поступает в рекуператор, повышает температуру, затем входит в камеру сгорания, смешивается с топливом и сгорает, поступает в турбину, выпускается в турбину и выпускает дымовой газ с более высокой температурой, а затем поступает в рекуператор.Он используется для нагрева холодного воздуха от компрессора для дальнейшего повышения эффективности системы. Следовательно, роль рекуператора заключается в использовании отработанного тепла в выхлопе газовой турбины для нагрева сжатого воздуха для экономии части топлива, так что температура выхлопных газов снижается для рекуперации отработанного тепла, тем самым повышая эффективность всей системы. машина.

Для экономии топлива и повышения эффективности цикла газовой турбины рекуператор используется для подогрева воздуха, поступающего в систему сгорания газовой турбины, путем поглощения тепла выхлопных газов в цикле рекуперации.Это увеличивает КПД цикла на 10% и даже больше за счет использования цикла с рекуперацией. Рекуператор, как ключевая часть цикла рекуперации, играет важную роль в повышении эффективности газовой турбины. Это должен быть своего рода рекуператор, который имеет небольшой объем, легкий вес, высокую эффективность рекуперации и высокую надежность для использования в газовой микротурбине. Исследования показывают, что рекуператор с поперечно-волнистой первичной поверхностью (CWPSR) может удовлетворить эти требования, поэтому он является предпочтительной конструкцией рекуператора микротурбины.

При условии толщины полусферы и многопериодных граничных условий Xi et al. [1] установили трехмерную модель теплопередачи муфты жидкость-твердое тело, учитывающую взаимодействие между высокотемпературным горячим газом и сжатым холодным воздухом, и спрогнозировали поток и теплоперенос в канале поперечной волны. Путем сравнения теплопередачи и потери давления пяти конфигураций выявлен закон действия геометрических параметров.

Cai et al. В [2] представлена ​​вычислительная модель теплопередачи и падения давления, разработанная для оптимизации конструкции рекуператора первичной поверхности с поперечно-волнистым профилем кольцевого эвольвентного профиля (CWPSR) в микротурбине.Метод генетического алгоритма применяется для решения задачи оптимизации кольцевого рекуператора CWPS с несколькими проектными переменными.

Wu et al. [3] провели численное моделирование для исследования течения и теплообмена в канале первичной поверхности КС. Каналы первичной поверхности CW настроены в трехмерной модели численного моделирования для различных конфигураций и создания сетки. Затем в этих моделях моделируются поток и теплопередача, когда число Рейнольдса низкое (Re = 50 ~ 600), и для границы используется периодическое граничное условие.Численное исследование характеристик потока жидкости и теплопередачи для двух различных конфигураций показывает, что среднее число Нуссельта увеличивается с увеличением числа Рейнольдса, в то время как коэффициент трения уменьшается с увеличением числа Рейнольдса. Прямоугольное поперечное сечение обладает лучшими характеристиками среди двух конфигураций.

Ma et al. [4] выполнили эксперименты по сублимации нафталина для поперечно-волнистых каналов в аэродинамической трубе. Результаты экспериментов показывают, что входная область мало влияет на усредненный за единицу коэффициент теплопередачи для целых поперечно-волнистых каналов.Получены корреляции числа Нуссельта и коэффициента трения в поперечно-волнистом канале. Основываясь на правилах подобия, пять поперечно-волнистых каналов с аналогичной структурой, но с разными эквивалентными диаметрами дополнительно исследуются с помощью численного моделирования. Численные результаты показывают, что поперечно-волнистые каналы с аналогичной структурой, но с разными эквивалентными диаметрами имеют схожие теплогидравлические характеристики в исследованном диапазоне чисел Рейнольдса.

Maghsoudi et al. [5] направлен на выполнение всестороннего термоэкономического анализа, оптимизации и ранжирования пластинчато-ребристых рекуператоров с поперечным и противотоком, использующих прямоугольные, треугольные, смещенные ленточные и жалюзийные ребра.Анализ в основном проводится для двух конструкций рекуператоров: (i) конфигурации ребер на горячей и холодной сторонах одинаковы; (ii) ребра на горячей и холодной сторонах различаются по конфигурации. Принимая во внимание эффективные практические ограничения оптимизации и параметры конструкции, используется генетический алгоритм недоминируемой сортировки (NSGA-II), чтобы одновременно максимизировать эффективность рекуператора и минимизировать его общую стоимость. Представлены оптимальные по Парето фронты для определения желательных конструкций рекуператоров, удовлетворяющих ограничениям.После этого для точного и надежного ранжирования оптимальных конструкций на основе важных факторов, включая эффективность рекуператора, общую стоимость, объем, массу и перепад давления, используется модель анализа охвата данных (DEA).

Xiao et al. [6] призван дать исчерпывающее представление о рекуператорах, охватывая фундаментальные принципы (типы, выбор материалов и производство), рабочие характеристики (теплопередача и потеря давления), методы оптимизации, а также горячие точки и предложения для исследований.Выявлено, что рекуператор первичной поверхности предшествует пластинчато-ребристым и трубчатым. Керамические рекуператоры превосходят металлические рекуператоры с точки зрения высокотемпературных механических и коррозионных свойств, ожидается, что общий КПД достигнет 40%. Характеристики теплопередачи и падения давления имеют решающее значение для проектирования желаемого рекуператора, и необходимы дополнительные экспериментальные исследования и моделирование, чтобы получить точные эмпирические корреляции для оптимизации конфигураций поверхностей теплопередачи с высокими отношениями числа Нуссельта к коэффициенту трения.Обобщены и обсуждены методы оптимизации с учетом сложных соотношений между потерями давления, эффективностью теплопередачи, компактностью и стоимостью, и отмечено, что методы многокритериальной оптимизации заслуживают внимания. Как правило, металлический рентабельный рекуператор с первичной поверхностью с высокой эффективностью и низким перепадом давления в настоящее время является оптимальным вариантом для газовой микротурбины с КПД, близким к 30%, в то время как керамический рекуператор предлагается для высокоэффективной газовой микротурбины (например.г., 40%).

Распределенное газотурбинное устройство для выработки электроэнергии отличается простотой и гибкостью. Он может не только обеспечивать разные уровни мощности, но и обеспечивать хорошее аварийное оборудование для выработки электроэнергии. За счет утилизации отработанного тепла газа можно дополнительно повысить коэффициент использования топлива, а его совокупная выгода не ниже или даже выше, чем потребление электроэнергии в единой сети [7]. Появление микротурбины обеспечивает безопасную и надежную подачу электроэнергии и энергии для децентрализации офиса и миниатюризации производства, чтобы избежать дефектов единой энергосистемы и удовлетворить потребности углубляющейся реформы электроэнергетики.Некоторые называют это иллюзией власти 21 века, и у этого есть широкие рыночные перспективы.

Чтобы повысить КПД газовой микротурбины до 30%, необходимо использовать цикл регенерации. Рекуператор отличается высокой эффективностью теплопередачи, низкими потерями давления, небольшими размерами и малым весом. При этом он также должен обладать высокой эксплуатационной надежностью и долговечностью. В рабочей среде с высокой температурой и высоким давлением в канале рекуператора будут возникать большие напряжения и деформации, а канал для газа будет деформирован, что повлияет на поток воздуха и даже приведет к разрыву листа теплообменника и отказ от рекуператора.Следовательно, необходимо проанализировать напряжения, деформации и деформации рекуператора.

2. Конечноэлементный анализ напряжений, деформаций и деформаций микротурбинного рекуператора [8–10]

2.1. Физическая модель и граничные условия

Рекуператор состоит из нескольких теплообменных блоков, каждый из которых включает теплообменную пластину на поперечно-волнистой первичной поверхности, сваренную вместе для образования воздушного канала, между которым находится газовый канал, как показано на рисунке. на рисунке 2.Форма каждого поперечного сечения элемента одинакова, а каналы для воздуха и газа расположены попеременно. Таким образом, двумерная модель может быть создана для расчета напряжения и деформации [11].

Материал теплообменника – 0Cr17Ni12Mo2. Геометрические параметры: шаг P = 1,8 мм, высота H = 1,8 мм, диаметр газового канала W _газ = 1,1 мм, диаметр воздушного канала W _воздух = 0.7 мм, толщина стенки 0,1 мм.

Некоторые предположения сделаны следующим образом: (1) Поле потока внутри рекуператора устойчиво; то есть температура рекуператора не меняется со временем. На практике, поскольку рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного периода времени, он является долговременной рабочей частью, поэтому температура рекуператора будет колебаться во время его работы. (2) Термическое напряжение не влияет на ползучесть. Фактически, когда рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного времени, тепловое напряжение, создаваемое нагревом, будет продолжать уменьшаться во время процесса ползучести.Когда ползучесть достигает стабильной стадии, термическое напряжение приближается к нулю.

Газовый и воздушный каналы рекуператора имеют противоточное расположение. Согласно результатам моделирования нашей группы [12], давление воздуха на входе в рекуператор составляет 382428 Па, температура воздуха на входе – 463 К, давление воздуха на выходе – 374779 Па, температура воздуха на выходе – 873 К, температура на входе газа – давление в рекуператоре 105547 Па, температура газа на входе 928 K, давление газа на выходе 101325 Па, температура газа на выходе 529 K.Поскольку рекуператор работает при высокой температуре в течение длительного времени и является долговременным рабочим компонентом, колебания температуры во время работы рекуператора не учитываются в расчетах, а поле потока внутри рекуператора рассматривается как установившееся состояние; то есть температура рекуператора не меняется со временем.

Периодические граничные условия применяются к левой и правой секциям во время расчета. Модель конечных элементов и ограничивающие нагрузки показаны на рисунке 2.

2.2. Математическая модель [13]

Проблема теплового напряжения на самом деле является проблемой связи между двумя физическими полями тепла и напряжения. Существует два аналитических метода: прямой и косвенный. Прямой метод относится к прямому использованию связанных элементов со степенями свободы по температуре и смещению. Прямой метод означает, что результаты термического анализа и анализа структурных напряжений получены с использованием соединительного элемента с температурой и степенями свободы смещения.Косвенный принцип относится к выполнению сначала термического анализа, затем применения расчетной температуры узла в качестве температурной нагрузки к анализу структурных напряжений и получения результатов анализа напряжений.

Прямой метод и непрямой метод имеют свои достоинства и недостатки. Что касается прямого метода, он имеет два преимущества: (1) он использует один тип элемента для решения двух физических задач и может обеспечить реальную связь между тепловыми проблемами и структурными явлениями; (2) поскольку взаимодействие связанных полей сильно нелинейно, прямой метод является предпочтительным и лучшим методом, когда формула связи используется для единственного решения.Однако у него также есть некоторые недостатки: (1) анализ прямой связи обычно нелинейный, потому что состояние равновесия должно соответствовать нескольким критериям; (2) чем больше степеней свободы в каждом узле, тем больше матричное уравнение, тем больше вычислительные затраты и тем больше времени требуется. У косвенного метода есть три преимущества: (1) он может использовать все функции термического анализа и структурного анализа и не требует специального типа ячейки, а также более эффективен, чем прямое связывание; (2) в практических задачах этот подход более удобен, чем прямая связь, поскольку анализ использует один элемент поля и не требует многократных итераций; (3) для случаев связывания, которые не являются сильно нелинейными, косвенный метод более эффективен и гибок, поскольку два анализа могут выполняться независимо друг от друга.Кроме того, косвенный метод также имеет недостатки. То есть этапы косвенного метода более сложны, чем этапы прямого метода. В этом исследовании для повышения эффективности и экономии времени расчетов принят косвенный метод.

2.2.1. Уравнение теплопроводности сердечника рекуператора

Поскольку рекуператор является частью длительной эксплуатации (расчетное время работы составляет 40000 ч), теплопередача быстро достигает стабильного состояния во время работы, которое может быть решено как установившееся состояние. государственная проблема.Дифференциальное уравнение теплопроводности:

Конвективные граничные условия выполнены:

Адиабатические граничные условия выполнены:

В приведенной выше формуле – температура стенки, К; – температура жидкости, К; – теплопроводность материала, Вт / м · К.

2.2.2. Уравнение плоского напряжения термоупругой механики

Для задачи термоупругого плоского напряжения в этой точке уравнения равновесия, определяющие уравнения и уравнения координации деформации можно упростить следующим образом: (1) Уравнение баланса выглядит следующим образом: (2) Материальное уравнение выглядит следующим образом: (3) Уравнение координации деформации выглядит следующим образом: где

Статические граничные условия также упрощаются до

В соответствии с вышеупомянутыми уравнениями и в сочетании с граничными условиями смещения можно получить смещение и , и тогда решение напряжений можно получить, подставив их в (5).

2.3. Деление сетки

Как правило, в анализе методом конечных элементов существует несколько типов сеток, таких как треугольная сетка, четырехугольная сетка и шестигранная сетка. Треугольная и четырехугольная сетки используются для 2D-модели, а шестигранная сетка используется для 3D-модели. Точность расчета четырехугольной сетки выше, чем треугольной, поэтому рекомендуется четырехугольная сетка. В этом исследовании вычислительная модель является двумерной. Поэтому принята четырехугольная сетка с 9444 ячейками и 10317 узлами.Для проверки независимости сетки используются два набора сеток. Сетка 1 состоит из 5490 элементов и 5997 узлов, а максимальное напряжение составляет 78,9 МПа. Максимальное напряжение составляет 78,2 МПа при 9444 элементах и ​​19493 узлах в сетке 2. Погрешность напряжения двух наборов сеток составляет менее 0,89%. Сетка 2 выбрана в качестве расчетной сетки.

2.4. Дискретность

Уравнения с частными производными (PDE) являются основой математического моделирования для физических и инженерных задач. Чтобы проанализировать PDE реальной системы до приемлемого уровня, необходима дискретизация.При решении инженерных задач метод конечных элементов (МКЭ) является одним из наиболее часто используемых методов дискретизации, который может использоваться для вычисления приближенного значения реального решения дифференциальных уравнений в частных производных. Однако для дискретизации можно использовать и другие методы, например, методы без сетки и изогеометрический анализ (IGA), основная идея которых состоит в приближении решения уравнения в частных производных с использованием функций с желаемыми свойствами. Samaniego et al. [14] изучали глубокие нейронные сети (DNN) как альтернативу приближениям и обнаружили, что они дают хорошие результаты в таких областях, как визуальное распознавание.Анитеску и др. [15] предложил метод искусственной нейронной сети и адаптивную стратегию согласования для решения уравнений в частных производных (PDE). Этот метод использует только разбросанные наборы точек в обучающих и оценочных наборах и полностью не содержит сетки. Это может повысить надежность аппроксимации нейронной сети и сэкономить много вычислительных ресурсов, особенно когда решение не является гладким.

3. Результаты расчетов и анализ

3.1. Сравнение и анализ напряжений, деформаций и деформаций между входом и выходом в канале рекуператора без учета теплового напряжения

На рисунке 3 показано распределение напряжения на стороне входа воздуха и выхода газа, когда термическое напряжение не учитывается, но измеряется давление. в учетную запись.Максимальное напряжение 60,8 МПа. На рис. 4 показано распределение напряжений на стороне выхода воздуха и входа газа с максимальным напряжением 58,3 МПа. На рис. 5 показано распределение деформации со стороны входа воздуха и выхода газа, максимальная деформация которых составляет 0,292e-3. На рис. 6 показано распределение поперечной деформации выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа, максимальная деформация которых составляет 0,279e-3; На рис. 7 показано распределение деформации на стороне входа воздуха и выхода газа с максимальной деформацией 0,550e-3 мм. На рис.8 показано распределение деформации на стороне выхода воздуха и входа газа с максимальной деформацией 0.526e-3 мм. Можно видеть, что максимальное напряжение, деформация и деформация стороны выхода газа и входа воздуха в рекуператор больше, чем у стороны входа газа и стороны выхода воздуха, когда термическое напряжение не учитывается, а учитывается только давление. Причина в том, что давление воздуха на входе и давление газа на выходе из рекуператора составляют 382428 Па и 101325 Па соответственно. Соотношение давлений составляет 3,77: 1. Давление воздуха на выходе и давление газа на входе в рекуператор составляют 374779 Па и 105547 Па соответственно.С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение, деформация и деформация увеличиваются. Рекуператор установлен противотоком, поэтому максимальные напряжения, деформации и деформации возникают на стороне входа воздуха и выхода газа. Кроме того, из рисунка видно, что канал для воздуха деформируется в сторону канала для газа, канал для воздуха становится больше, канал для газа уменьшается, а максимальная деформация меньше, что составляет порядка 10 ^{– 7} г.

3.2. Сравнение и анализ напряжений, деформаций и деформаций между входом и выходом в канале рекуператора с учетом теплового напряжения

На рисунке 9 показано распределение напряжений на стороне входа воздуха и выхода газа с учетом термического напряжения. Максимальное напряжение 66,4 МПа. На рис. 10 показано распределение напряжений

на стороне выхода воздуха и входа газа, его максимальное напряжение составляет 78.2 МПа. На рис. 11 показано распределение деформации на стороне впуска и выпуска газа, максимальная деформация которых составляет 0,336e-3; На рис. 12 показано распределение поперечной деформации выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа, максимальная деформация которого составляет 0,478e-3; На рисунке 13 показано распределение деформации на стороне входа воздуха и выхода газа, максимальная деформация составляет 0,562e-3 мм. На рис. 14 показано распределение деформации на стороне выхода воздуха и входа газа, максимальная деформация составляет 0,656e-3 мм. Можно видеть, что с учетом теплового напряжения максимальное напряжение, деформация и деформация на стороне впуска воздуха и выпуска газа рекуператора меньше, чем на стороне выпуска воздуха и впуска газа.Причина в том, что в рекуператоре используется противоточная схема. Температура газа на входе в рекуператор составляет 928 K, температура воздуха на выходе составляет 873 K, температура газа на выходе составляет 529 K, а температура воздуха на входе составляет 463 K. Температура газа на входе намного выше, чем температура газа на выходе, и температура воздуха на выходе намного выше, чем температура воздуха на входе. Хотя соотношение давлений между выпускным отверстием для воздуха и впуском газа в рекуператоре меньше, чем между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для газа в рекуператоре, максимальное напряжение, деформация и деформация на выпускном отверстии для воздуха и впускном отверстии для газа, очевидно, увеличиваются под действием сочетания давления и температуры. .Видно, что термическое напряжение, вызванное тепловым расширением, вызванным повышением температуры, является значительным, и ему следует уделять достаточно внимания. Сравнивая рис. 3 с рис. 9, сравнивая рис. 4 с рис. 10, сравнивая рис. 5 с рис. 11, сравнивая рис. 6 с рис. 12, сравнивая рис. 7 с рис. 13, сравнивая рис. 8 с рис. 14, можно увидеть, что при нагревании Учитывается напряжение, напряжение, деформация и деформация на входе и выходе рекуперативного прохода, очевидно, возрастают под действием давления и температуры.Поскольку материалом теплообменника является 0Cr17Ni12Mo2, предел прочности 0Cr17Ni12Mo2 составляет 170 МПа, что превышает значение напряжения 78,2 МПа. По литературным данным [16] видно, что предел прочности 0Cr17Ni12Mo2 составляет 170 МПа, что превышает значение термического напряжения 78,2 МПа. Следовательно, сконструированный рекуператор безопасен и надежен по прочности.

3.3. Влияние соотношения давлений на напряжение и деформацию рекуператора

На рисунке 15 показано, что максимальное напряжение и деформация на входе и выходе газа изменяются в зависимости от отношения давлений между стороной воздуха и стороной газа, в то время как температура и давление на входе газа и температура выходящего воздуха остается неизменной.Видно, что с увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение и максимальная деформация рекуператора также увеличиваются. Когда степень сжатия увеличивается до 8,4, максимальное напряжение рекуператора достигает 170 МПа и достигает предела прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2. Когда степень сжатия увеличивается до 8,5, максимальное напряжение рекуператора увеличивается до 172 МПа, что превышает предел прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2.Поэтому при проектировании рекуператора для обеспечения его безопасности и надежности перепад давлений между воздушной и газовой сторонами не должен превышать 8,4.

3.4. Влияние температуры газа на входе на напряжение и деформацию рекуператора

Согласно литературным данным [17], с повышением температуры газа на входе, температура газа на выходе немного изменяется, а тепловой коэффициент постепенно уменьшается. В соответствии с этой идеей выполняется анализ напряжений методом конечных элементов на входе и выходе газа в рекуператор; то есть изменяется только температура газа на входе, в то время как температура газа на выходе и температура воздуха на выходе остаются неизменными.На рисунке 16 показано, что максимальное напряжение, возникающее в желобе воздушного канала, и максимальная деформация рекуператора зависят от температуры на входе газа, в то время как тепловой коэффициент остается неизменным. Видно, что с повышением температуры газа на входе максимальное напряжение увеличивается. На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается на 2,3 МПа, а максимальная деформация увеличивается примерно на 0,025 мкм м. В этой статье 0Cr17Ni12Mo2 выбран в качестве изотропного материала для листа теплообменника, который удовлетворяет теореме Гука, т.е.е., зависимость между напряжением и деформацией линейна. Из рисунка также видно, что существует линейная зависимость между максимальным напряжением и максимальной деформацией.

На рисунке 17 показан тренд изменения максимального напряжения, рассчитанного с температурой газа на входе в [13]. Можно видеть, что максимальное напряжение, которое возникает в желобе прохода для воздуха, увеличивается с увеличением температуры газа на входе и имеет линейную тенденцию к изменению. При повышении температуры на 50 К максимальное напряжение увеличивается на 6 МПа, что выше результатов, рассчитанных в этой статье.Причина в том, что установлен такой же тепловой коэффициент. С увеличением температуры газа на входе, температура газа на выходе и температура воздуха на выходе также увеличиваются, и максимальное напряжение быстро увеличивается. Фактически, согласно экспериментальным исследованиям в литературе [17], с повышением температуры газа на входе, температура газа на выходе не сильно меняется, а тепловой коэффициент постепенно уменьшается. С помощью вышеупомянутого сравнения далее объясняется, что увеличение термического напряжения, вызванного повышением температуры, является значительным, и на него следует обращать достаточно внимания.

4. Выводы

(1) Максимальное напряжение, деформация и деформация стороны входа воздуха и выхода газа в рекуператоре больше, чем у стороны выхода воздуха и стороны входа газа, когда термическое напряжение не принимается во внимание и только учитывается давление. Результат обратный, если учесть давление и термическое напряжение. Хотя соотношение давлений между выпускным отверстием для воздуха и впуском газа рекуператора меньше, чем соотношение давлений между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для газа рекуператора, максимальное напряжение, деформация и деформация выпускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для газа равны очевидно, увеличивается под действием давления и температуры.Следовательно, увеличение теплового напряжения, вызванного повышением температуры, является значительным, и на него следует обращать достаточно внимания. (2) Сторона газового канала деформируется по отношению к воздушному каналу рекуператора, воздушный канал становится больше, а газ проход уменьшается. Максимальная деформация меньше и составляет порядка 10 ^-7 м. (3) С увеличением перепада давлений между стороной воздуха и стороной газа максимальное напряжение и максимальная деформация рекуператора также увеличиваются. Когда степень сжатия увеличивается до 8.4, максимальное напряжение рекуператора достигает 170 МПа и достигает предела прочности материала теплообменника 0Cr17Ni12Mo2. Следовательно, чтобы обеспечить его безопасность и надежность при проектировании теплообменника, перепад давлений между стороной воздуха и стороной газа не должен превышать 8,4. (4) Когда температура газа на выходе и температура воздуха на выходе остаются неизменными, а тепловое соотношение уменьшается. , при увеличении температуры газа на входе максимальное напряжение увеличивается. На каждые 50 К повышения температуры газа на входе максимальное напряжение рекуператора увеличивается в 2 раза.3 МПа и максимальная деформация увеличивается примерно на 0,025 мкм м.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку, предоставленную Фондами фундаментальных исследований для центральных университетов (грант №2018YZ02) и Программу инноваций и предпринимательства для студентов Китайского горно-технологического университета (Пекин) (№ C202012154).

Что такое рекуператор?

Теплообменник – это устройство, передающее часть тепла горячей жидкости холодной жидкости, также известному как теплообменник. Теплообменники играют важную роль в химической, нефтяной, энергетической, пищевой и многих других отраслях промышленности. Они могут использоваться в качестве нагревателей, охладителей, конденсаторов, испарителей и ребойлеров в химическом производстве и широко используются..

Теплообменник – это энергосберегающее устройство, реализующее теплообмен между материалами между двумя или более жидкостями с разными температурами. Теплообменник передает тепло от текучей среды с более высокой температурой к текучей среде с более низкой температурой, так что температура текучей среды достигает процесса. Указанный индекс отвечает требованиям условий процесса, а также является одним из основных средств повышения энергоэффективности. Промышленность теплообменников включает

Он подходит для теплообменников с различными средами, разными условиями работы, разными температурами и разным давлением.Типы строения также различаются. Специфическая классификация теплообменников следующая:

1. Содержите трубопроводную сеть в чистоте. Независимо от того, до или после завершения работы, трубопроводная сеть должна быть очищена. Это делается во избежание засорения теплообменника. Также обратите внимание на своевременную очистку дезактивации и фильтра, чтобы вся работа могла быть успешно завершена. 2. Строго проверяйте умягченную воду. Очень важно проверить качество воды.Исходя из предпосылки очистки качества воды для деминерализованной воды, мы должны сначала тщательно проверить проблемы с качеством воды в системе и воду в умягченном резервуаре, а также определить качество перед выполнением инъекционной обработки. 3. Осмотр новой системы. В некоторых новых системах их нельзя сразу использовать взаимозаменяемо с теплообменником. Во-первых, новую систему необходимо запустить в течение определенного периода времени, чтобы у нее был рабочий режим, прежде чем теплообменник можно будет включить в систему.Это делается для того, чтобы загрязнения в трубопроводной сети не повредили теплообменное оборудование. ^[1]

Теплообменники используются в нефтеперерабатывающей промышленности очень широко, и их важность также очевидна. Использование теплообменного оборудования напрямую влияет на эффективность процесса рафинирования и стоимость проблемы. По статистике, на теплообменники приходится около 1/5 инвестиций в химическое строительство. Поэтому использование и срок службы теплообменников – важные вопросы, заслуживающие изучения.С точки зрения повреждения теплообменника коррозия является очень важной причиной, а коррозия теплообменника широко распространена. Возможность решить проблему коррозии эквивалентна устранению основной причины повреждения теплообменника. Чтобы предотвратить коррозию теплообменника, необходимо выяснить первопричину коррозии. Причины коррозии теплообменника обсуждаются со следующих аспектов.

В течение долгого времени традиционные методы очистки, такие как механические методы (соскабливание, чистка щеткой), вода под высоким давлением и химическая очистка (травление), вызывали множество проблем при очистке теплообменника: отложения, такие как накипь, не могут быть полностью удалены , а кислотный раствор вызывает коррозию оборудования.Образуется лазейка, и остаточная кислота вызывает вторичную коррозию или субактериальную коррозию материала, что в конечном итоге приводит к замене оборудования. Кроме того, очищающая сточная жидкость токсична и требует большого количества средств на очистку сточных вод. Недавно разработанное некоррозионное чистящее средство для оборудования, среди которых должна быть улучшенная технология, чистящее средство Fu Shi Tai Ke, которое является эффективным, экологически чистым, безопасным, некоррозионным, не только с хорошим очищающим эффектом, но и без коррозии оборудования. , может обеспечить долгосрочное использование теплообменника.Моющее средство (специальное добавление смачивающего агента и проникающего агента может эффективно удалить самые стойкие накипи (карбонат кальция), ржавчину, масляный налет, слизь и другие отложения, образующиеся в водном оборудовании, и не причинит вреда человеческому телу. Не причинит коррозия, точечная коррозия, окисление и другие вредные реакции на сталь, медь, никель, титан, резину, пластик, волокно, стекло, керамику и другие материалы, которые могут значительно продлить срок службы оборудования. В процессе промышленного производства иногда из-за неправильной эксплуатации непредвиденные условия могут вызвать образование накипи и засорение отдельного оборудования или местных трубопроводов, что влияет на нормальную работу производства.В этой ситуации основная цель – быстро удалить грязь, чтобы обеспечить нормальную работу производственного оборудования. Для восстановления нормального производственного статуса. Восстановить производственную эффективность устройства. Например, масштабирование химического оборудования снижает коэффициент теплопередачи оборудования для теплопередачи и другого оборудования, уменьшает проходное сечение трубопровода или увеличивает сопротивление потоку, увеличивает потребление энергии и материалов, а также значительную эффективность производства. .Снижаться. В это время эффективность производственного оборудования восстанавливается за счет очистки и удаления окалины. По многим причинам теплообменное оборудование и т. Д. И трубопроводы будут производить большое количество загрязнений, таких как коксование, масляная грязь, окалина, отложения, продукты коррозии, полимеры, грибки, водоросли, слизь и т. Д. Однако эта грязь, образующаяся во время работы, будет при отказе оборудования и трубопроводной линии система устройства вызовет снижение производительности, потребление энергии, расход материалов и другие неблагоприятные условия, особенно если коррозионная грязь серьезная, процесс будет прерван, система устройства будет вынуждена остановить производство, непосредственно причиняя различные экономические потери и даже возможные. Произошла порочная производственная авария.В современных научных разработках практически невозможно полностью избежать образования грязи. Поэтому очистка теплообменников и другого оборудования превратилась в промышленное (например, в нефтяной, химической, энергетической, металлургической отраслях) производство. Незаменимая ссылка. Очистка теплообменника струей воды под высоким давлением – это физический метод очистки. По сравнению с традиционной ручной, механической и химической очисткой, он имеет множество преимуществ: низкая стоимость очистки, хорошее качество очистки, высокая скорость очистки, а также не вызывает загрязнения окружающей среды и не разъедает оборудование.Китайская технология очистки струей воды под высоким давлением быстро развивается. Доля струйной промышленной очистки приближается к 20% в крупных и средних городах и на предприятиях, и она растет примерно на 10% в год. Можно сказать, что он в асценденте. Подсчитано, что через 6-7 лет технология очистки струей воды под высоким давлением будет составлять Абсолютное преимущество – это единственный способ промышленной очистки Китая. ^[1]

НА ДРУГИХ ЯЗЫКАХ

Экономайзер и рекуператор – Fsa Alfa Enerji

ЭКОНОМАЙЗЕР И РЕКУПЕРАТОР

Сегодняшние условия конкурентного рынка заставляют компании сохранять энергию на самом высоком уровне из-за высокой стоимости энергии.В частности, использование дымовых газов, выходящих из паровых, водяных и масляных котлов, а также использование горячей воды в текстильной промышленности имеет большой вклад в производственные затраты и национальную экономику. Период амортизации короток в системах, разработанных с учетом технологических параметров.

Термодинамические расчеты для экономайзеров и рекуператоров выполняются с помощью профессиональных программ, а конструктивные и механические расчеты выполняются в соответствии со стандартом TEMA и директивой EN 12952 и стандартом EN 12953 для сосудов высокого давления 2014/68 / EU PED (Директива по оборудованию, работающему под давлением).Корпус и нагревательные трубы изготовлены из материалов, изготовленных в соответствии с производственными стандартами EN 10216 и EN 10217, трубная решетка, крышка и перегородки изготовлены из материалов, изготовленных в соответствии с производственными стандартами EN 10025 и EN 10028, ответные фланцы изготовлены из материалов, изготовленных в соответствии с ними. с производственным стандартом EN 1092 для класса жидкости и давления. Они поставляются заказчикам в окрашенном виде по желанию заказчика после испытаний на гидростатическое давление. По запросу клиента они производятся с сертификацией CE путем создания файла с информацией о качестве.

Все критерии в директиве (сертификаты материалов, WPS, WPQR, сертификаты сварочных материалов, технические чертежи, термодинамические расчеты, механические расчеты,
RT-UT-MT-PT информация для персонала и результаты испытаний, протоколы испытаний под давлением,
средства измерения, калибровочная документация, анализ рисков, заявление о соответствии, basic
требования безопасности, руководство по эксплуатации, заводская табличка со знаком CE и печатью
утвержденное учреждение) подлежат проверке на различных этапах производства до
утвержденных учреждений, а сертификат CE и файл с информацией о качестве поставляются с
продукт, демонстрирующий соответствие дизайна и продукта, произведенного в пределах
пределы стандарта.

ЭКОНОМАЙЗЕР

Это системы, которые используются для нагрева возвратной и питательной воды котла, а также для повышения эффективности котла, для получения технической воды, для нагрева первичного воздуха котла и для экономии топлива за счет использования дымовых газов в паровых котлах, масляных котлах, горячей воде и перегретой воде. водогрейные котлы и когенерационные системы. Снижая температуру дымовых газов до уровня рабочих условий в экономайзерах, можно получить КПД 5-10%.

В системах с дымовыми газами при проектировании экономайзера важную роль играют эмиссия и величина тепла. В зависимости от качества выбросов точка росы и температура конденсации могут различаться. Для этого типа применений необходимо тщательно выбирать материалы, так как при конденсации и конденсации выделяются выбросы серной кислоты.

Экономайзеры можно разделить на конденсационные и неконденсирующие. В экономайзерах конденсационного типа температура дымовых газов может быть снижена до 55 ° C в зависимости от типа топлива, сжигаемого в котле.В экономайзерах без конденсации температуру отходящих газов на выходе из экономайзера следует рассматривать как 180 ° C для мазута, 150 ° C для дизельного топлива, 150 ° C для топлива на основе угля, 110 ° C для природного газа и сжиженного нефтяного газа.

Экономайзеры могут быть горизонтальными или вертикальными в зависимости от места использования. Они могут изготавливаться без клапана, с ручным клапаном, с пропорциональным клапаном (пневматический привод, электрический привод, привод от двигателя) в зависимости от места использования и требований заказчика.

В экономайзерах необходимо все вместе учитывать отработанное тепло, питательную воду, рабочее давление и сценарии безопасности.Питательная вода, которая будет проходить через экономайзер, должна соответствовать стандарту EN 12953-10.

Классификация экономайзеров по системам и типам змеевиков;

Экономайзеры без конденсации

• Гладкотрубный экономайзер
• Змеевидные трубчатые экономайзеры
  • Змеевидные трубчатые экономайзеры с оберткой
  • Сварные змеевидные трубчатые экономайзеры непрерывной сварки МИГ-МАГ

Конденсационные экономайзеры

• Гладкотрубный экономайзер
• Змеевидные трубчатые экономайзеры

РЕКУПЕРАТОР

Это системы, которые используются для нагрева первичного воздуха в котлах и для экономии топлива за счет утилизации дымовых газов в паровых котлах, масляных котлах, водогрейных котлах и котлах с перегретой водой, а также в когенерационных системах.Снижая температуру дымовых газов до уровня рабочих условий в рекуператорах, можно получить КПД 4-8%.

В системах с дымовыми газами при проектировании рекуператоров важную роль играют процедуры эмиссии и значения тепла. В зависимости от качества выбросов точка росы и температура конденсации могут различаться. Для этого типа применений необходимо тщательно выбирать материалы, так как при конденсации и конденсации выделяются выбросы серной кислоты.

Рекуператоры

можно разделить на конденсационные и неконденсирующие.В рекуператорах конденсационного типа температура дымовых газов может быть снижена до 55 ° C в зависимости от типа топлива, сжигаемого в котле. В рекуператорах неконденсирующего типа температуру отходящих газов на выходе из рекуператора следует рассматривать как 180 ° C для мазута, 150 ° C для дизельного топлива, 150 ° C для топлива на основе угля, 110 ° C для природного газа и сжиженного нефтяного газа.

Рекуператоры

могут быть горизонтальными или вертикальными в зависимости от места использования. Они могут изготавливаться без клапана, с ручным клапаном, с пропорциональным клапаном (пневматический привод, электрический привод, привод от двигателя) в зависимости от места использования и требований заказчика.

В рекуператорах необходимо принимать во внимание все сценарии сброса тепла, котла, рабочего давления и безопасности. При проектировании рекуператора необходимо обеспечить, чтобы перепады давления оставались ниже прогнозируемых падений давления в системе.

Рекуператоры по их системам;

Рекуператоры без конденсации

Конденсационные рекуператоры

% PDF-1.7 % 1 0 объект >>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 5 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 2 0 obj > поток 2016-11-02T16: 45: 52 + 01: 002016-11-02T16: 45: 52 + 01: 002016-11-02T16: 45: 52 + 01: 00Microsoft® Word 2016application / pdf

raffaella

uuid: 5c9761bd-969d-4f6b-8d7c-f9f5bd5f100cuuid: 6783d68e-a0e4-41fa-beb1-6b684613f848 Microsoft® Word 2016 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 150 0 объект > 80 0 R] / P 156 0 R / Pg 14 0 R / S / Link >> эндобдж 151 0 объект > 137 0 R] / P 158 0 R / Pg 17 0 R / S / Link >> эндобдж 152 0 объект > 144 0 R] / P 160 0 R / Pg 17 0 R / S / Link >> эндобдж 153 0 объект > 134 0 R] / P 162 0 R / Pg 17 0 R / S / Связь >> эндобдж 154 0 объект > 146 0 R] / P 160 0 R / Pg 17 0 R / S / Link >> эндобдж 160 0 объект > эндобдж 17 0 объект > / MediaBox [0 0 595.