Рекуперативный теплообменник

Рекуперати́вный теплообме́нник, рекуператор  (от лат. recuperator — получающий обратно, возвращающий) — теплообменник поверхностного типа для использования теплоты отходящих газов, в котором теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку. В отличие от регенеративных теплообменников, трассы потоков теплоносителей в рекуператоре не меняются. Рекуператоры различают по схеме относительного движения теплоносителей — противоточные, перекрёстные, прямоточные и др.; по конструкции — трубчатые, пластинчатые, ребристые, оребрённые пластинчатые рекуператоры типа ОПТ и др.; по материалу изготовления — металлические, мембранные, пластиковые и др.; и по назначению — подогреватели воздуха, газа, жидкостей, испарители, конденсаторы и т. д.

Металлический оребрённый пластинчатый рекуператор

Оребрённый пластинчатый рекуператор состоит из тонкостенных оребрённых панелей, изготовленных методом высокочастотной сварки, соединённых поочерёдно с поворотом на 90 градусов. За счёт конструкции, а также многообразия используемых материалов достигаются высокие температуры греющих сред, небольшие сопротивления, высокие показатели отношения теплопередающей площади к массе теплообменника, длительный срок службы, низкая стоимость и др. Часто используются для утилизации тепла отходящих газов.

Пластинчатые оребрённые рекуператоры позволяют:

• Экономить до 40% потребляемой энергии за счёт возврата тепловой энергии обратно в технологический цикл;
• Улучшать горение топлива в печи за счёт использования подогретого воздуха вместо воздуха окружающей температуры и тем самым снижать его химический и механический недожог (при рекуперации в цикле печного нагрева). В результате, при том же расходе топлива количество теплоты, получаемой в процессе горения, увеличивается на 10-15%;
• Охлаждать дымовые газы для обеспечения санитарных норм и экологических требований;
• Подогревать уличный воздух для отопления помещений теплом отходящих газов;
• Охлаждать газы для их использования в технологических процессах, требующих более низких температур.

Оребрённые пластинчатые рекуператоры обладают следующими преимуществами по сравнению с аналогичными роторными и традиционными пластинчатыми рекуператорами:

• Большими предельными рабочими температурами (до 1250 С);
• Меньшими габаритами и массой;
• Меньшей стоимостью;
• Меньшими сроками окупаемости;
• Низкими сопротивлениями по газо-воздушным трактам;
• Меньшей склонностью к зашлаковыванию;
• Большим сроком службы;
• Большим периодом между ремонтом и профилактическим обслуживанием;
• Меньшие массогабаритные характеристики удешевляют монтаж и транспортировку рекуператоров.

Прямоточно-противоточный трубчатый рекуператор

Теплообмен в таком рекуператоре интенсифицируется за счёт особого профиля тонкостенных сварных металлических трубок, пучок которых является основой устройства. Пристенный вихрь, формирующийся в каждой трубке, с одной стороны, обеспечивает увеличение теплообмена, а с другой — разрушается до того, как повышает сопротивление воздушного канала.

Основные отрасли применения прямоточных противоточных трубчатых рекуператоров:

• Промышленность, в т.ч. пищевая, требующая "мягкого нагрева" одной из сред
• Военная и космическая отрасли машиностроения (рассеивание и/или утилизация тепла)
• Классический возврат тепла в производственный цикл
• Бытовые проветриватели (в квартирах с герметичными пластиковыми окнами, экодомах)

Прямоточно-противоточные рекуператоры обычно монтируются в едином воздуховодном кожухе, что позволяет добиться следующих потребительских характеристик:

• особо низкое энергопотребление (бытовые рекуператоры потребляют от 8 Вт)
• уникальная для вентиляционного оборудования компактность, позволяющая осуществлять скрытую установку в жилых помещениях
• высокая производительность
• высокая (от нескольких лет) продолжительность безостановочной работы
• невысокая сложность и стоимость обслуживания, простота чистки
• отсутствие застойных зон

Прямоточно-противоточные трубчатые рекуператоры также известны как геликоидные рекуператоры, по аналогии с геликоидными теплообменниками.

Роторный рекуператор

Роторные рекуператоры (роторные теплообменники) относятся к классу регенеративных теплообменников. Наиболее широкое применение данные аппараты получили в системах приточно-вытяжной вентиляции. В роторном теплообменнике передача тепла от горячего газа к холодному осуществляется через вращающийся цилиндрический ротор, состоящий из пакета тонких металлических пластин. Горячий газ нагревает пластины, после чего они перемещаются в поток холодного газа, тем самым передавая ему тепло.^[1]

Роторные теплообменники также устанавливают в крупных котельных установках для утилизации тепла уходящих из котла дымовых газов (нагрева воздуха на входе в котёл).

Примечания

Литература

• Луканина В. Н. Теплотехника — М.: «Высшая школа», 2002.

Эта страница в последний раз была отредактирована 26 февраля 2024 в 04:57.