Трубчатый рекуператор: Что такое трубчатый коаксиальный рекуператор?
пластинчатый, трубчатый, роторный с фото и видео
Рекуперацией являются обменные процессы тепла, уходящего из помещения, с поступающими во внутрь воздушными массами. Работа прибора намного эффективнее открытых окон и отверстий. Если сделать рекуператор своими руками, улучшится в помещении воздухообмен, снизиться перепад температуры в комнате, техника частично компенсирует отсутствие отопительной системы.
Виды агрегатов
По конструктивным особенностям:
- ребристый;
- трубчатый;
- пластинчатый;
- оребренно пластинчатый;
- рециркуляционный водяной;
- крышный.
По способу монтажа рекуператор воздуха своими руками бывает:
Коллекторный
Вытяжка и приток идут в общие каналы, коллектор фиксируется в специально отведенном месте. Является основным узлом приточно-вытяжного вентиляционного механизма.
Преимущества:
- монтируется в любом удобном периметре гаража или иного крупного помещения;
- возможна частичная замена деталей;
- при установке дополнительные отверстия и проемы не нужны.
Канальный
«Тело» прибора монтируется в канале стены. Техника от производителя может оснащаться функцией «догрева».
Достоинства:
- автоматический режим работы, умеренное потребление электричества;
- простота установки;
- легко подобрать необходимую мощность прибора с учетом работы в одной комнате.
Высокий уровень шума. Ремонтные манипуляции осуществляются только специалистами в мастерской. В каждом рекуператоре заводской сборки предусмотрена замена фильтров.
Пластинчатый рекуператор своими руками
Пластинчатый рекуператор
Наиболее дешевое вентиляционное приспособление в гараж.Для короба понадобятся четыре метра оцинковки и брус. Приобретенный металлический материал режем на ровные пластинки. В стенки сваренной конструкции и в свободные полости закладывается минвата.
Выход гибкого воздуховода также помещается в двухслойный короб с минватой для уменьшения шума при работе системы.
Между пластинами помещаются «дистанционные рамки». На тонкой полоске технической пробки нанесен полиуретановый клей. Для оптимального сопротивления потоку воздуха между пластинами оставляются небольшие промежутки.
Предусмотрите в коробе отверстия для готовых пластиковых фланцев, сечение которых должно совпадать с размера ми труб воздуховода. Так, пластинчатый теплообменник в гараже со всех сторон должен получиться герметичным. Для достижения цели примените силикон. Следите, чтобы температура втягиваемого воздуха была выше вытягиваемого.
Рекомендации специалистов
- Оснастите выполненное изделие датчиком слежения перепадов давления. Встроенный механизм станет регулярно размораживать теплообменник зимой: холодные приточные воздушные массы направятся через байпас, если будет зафиксирован перепад давления.
- Многослойный влагостойкий короб крепится в области выхода гибких воздуховодов. Теплоизолятор выкладывается изнутри. Простая доукомплектация поможет сэкономить электричество для обогрева гаража и усилит шумоизоляционные свойства техники.
Не располагайте пластины слишком близко друг к другу. В зимнее время появится заледенелый конденсат.
Листы делаются идеально ровными, при работе с оцинковкой работа осуществляется специальными ножницами либо электролобзиком. Правильно собранный рекуператор своими руками не смешивает чистый воздух, который поступает с улицы, с отработанной воздушной средой. Теплопроводящие пластины разделяют два потока.
Кислотный герметик обязательно спровоцирует коррозийные процессы агрегата, поэтому целесообразно применять для заделывания стыков и швов обычный акрипласт.
Используйте только нейтральный состав, обычный кислотный силант может привести к коррозии агрегата.
Достоинства пластинчатого теплообменника
- КПД достигает 65%;
- прибор делается без трущихся и подвижных деталей, поэтому механизм не нуждается в частом техническом обслуживании или ремонте;
- минимальные расходы при эксплуатации.
Трубчатый воздухообменный механизм
Трубчатый рекуператор
Данный рекуператор своими руками отличается созданием воздухообменных процессов максимально приближенным к естественным.Для создания прибора нужен короб и две алюминиевые или медные трубы, которые переплетаются между собой в индивидуальном порядке. На качество работы влияют длина труб и плотность их прилегания друг к другу. Агрегат работает за счет трубчатых конструкций, помещенных в каналы. Теплообменные процессы осуществляются при помощи пучков сварных тонкостенных трубок, по которым циркулирует воздух.
По трубам меньшего сечения проходит воздух комнатной температуры, металл получает тепло. Механизм «труба в трубе» для гаража станет замечательной альтернативой заводским изделиям.
Чтобы добиться повышения КПД, придется увеличивать длину трубы (скажется на весе конструкции).
Рекуператор своими руками роторного типа
Принцип работы
Роторный рекуператор
Сделать самостоятельно конструкцию легко, руководствуясь готовыми чертежами и проектами. Сначала вентилятор работает на вытяжку, температура отводящего воздуха нагревает лопасти крыльчатки. Затем прибор переходит в реверсный режим и втягивает воздух. Начинается обратный процесс теплоотдачи входящим потокам. Для снижения потери тепла стенки канала воздухооттока выполняют из металла. Самодельный роторный механизм имеет до 75% КПД. Крыльчатка изготавливается из очень тонких и легких листов меди. Пластины попеременно нагреваются и остывают.Достоинства
- Один из самых высоких КПД среди техники аналогичного назначения.
- Не пересушивает воздух (контролирует уровень влажности).
- Минимальный конденсат при работе в холодное время года.
Сложная конструкция, имеющая электромотор, приводной ремень, ротор и систему воздуховодов, требует частого технического обслуживания. Учитывайте, что рекуператор своими руками данного типа работает довольно шумно. Не путайте рекуперацию с воздушным отоплением.
Качественный рекуператор своими руками с составлением чертежных эскизов
- Размер будущего теплообменника в гараже.
- Количество пластинок.
- Диаметр отверстий.
- Размеры корпуса.
Стандартный механизм, как правило, имеет 20- или 30-сантиметровую длину стенок.
Решение принимает собственник индивидуально, рекомендуется не менее 70 штук. Толщина прокладки между пластинами составляет 3-4 мм.
Чем больше поперечное сечение труб, тем мощнее окажется техника.
Перед тем, как точно определиться с параметрами короба, учитывайте, что циркуляция воздуха на входе и выходе должна быть беспрепятственной. Заранее определите место для крепежных деталей и уголков.
Основные правила при выборе оптимального места для рекуператора своими руками
- беспрепятственный подход к системе для контроля работы агрегата, замены фильтров или другого частичного ремонта;
- учитывается, что в месте монтажа будут шумы;
- следует рассчитать, будет ли удобно в периметре запланированной установки развести воздуховодную сеть. Кстати, чем короче воздуховоды, тем дешевле блок и меньше его производительность.
Полезная информация
Для экономии подпотолочного пространства можете установить крышный рекуператор. Конструкция находится на крыше, поэтому не создает дискомфорта хозяевам. КПД устройства достигает 65%. Низкие денежные и эксплуатационные затраты перекроют сложные монтажные процессы с применением системы креплений.
Простые способы улучшения работы прибора:
- Алюминиевые, пластиковые или волоконные фильтры, встроенные в каналы рекуператора, очищают поступающий воздух от пыли. Данные фрагменты быстро засоряются, поэтому регулярно меняйте элементы.
- Чтобы приточный вентилятор не замерзал, время от времени отключайте технику. Замерзшие пластины за счет выходящего теплого воздуха оттают.
Данные фрагменты быстро засоряются, поэтому регулярно меняйте элементы.Трубчатый рекуператор для дома — преимущества и недостатки
Чтобы не расходовать тепловую энергию для отопления улицы, не нести бремя лишних расходов на отопление дома, а возвращать тепло обратно в помещения, при установке приточно-вытяжной вентиляции рационально установить рекуператор воздуха. Процесс рекуперации может осуществляться несколькими способами, в зависимости от типа рекуперационного узла. Ниже рассмотрим — как работает рекуператор с трубчатым теплообменником. Такой рекуператор имеет максимальный КПД 70%.
Принцип работы и конструктивные особенности рекуператора с тепловыми трубками
Теплообменник, как следует из названия, представляет собой много трубок, заполненных веществом, имеющим низкую температуру кипения, а значит легко испаряющимся. В качестве хладагента чаще используется фреон. Основным материалом для элементов теплообменника – герметичных трубок берут медь, поскольку она имеет хорошую теплопроводность. Трубка может иметь алюминиевое оребрение. Далее работают законы физики, без участия приводных сил.
Принцип работы основан на физических процессах, происходящих с фреоном. Тепловая трубка располагается вертикально, либо приближенно к вертикальному положению. Нижний конец каждого теплообменного элемента помещается в канал с выходящим воздушным потоком, который имеет повышенную температуру. При нагревании фреон испаряется и устремляется паром в верхнюю часть емкости. Верхний конец тепловой трубки, в котором скапливаются пары фреона, передает тепло потокам воздуха, подающимся в систему вентиляции из наружной атмосферы, и остывает. Далее происходит конденсация фреона, конденсат хладагента по мере накопления стекает вниз под воздействием силы тяжести.
По конструктивным особенностям встречается два вида тепловых трубок:
- Теплообменник, внутри которого находится только фреон либо другая легко испаряемая жидкость;
- Теплообменный элемент, внутри которого кроме рабочей жидкости помещен пористый материал, благодаря чему возврат жидкости в исходное состояние происходит под воздействием капиллярных сил.
Во втором варианте вертикальное расположение тепловых трубок не настолько необходимо, как при использовании теплоносителя только с фреоном внутри.
Преимущества рекуператора с тепловыми трубками
Рекуператор, у которого в качестве теплообменника используются тепловые трубки, имеет ряд достоинств:
- Система теплообмена довольно проста и не имеет движущихся деталей, что обеспечивает ее долговечность;
- Отсутствие движущихся частей обуславливает бесшумность работы установки;
- Рекуперативный узел обладает неплохим КПД – эффективность устройства может составлять от 50% до 70%;
- Рекуператор имеет небольшие размеры и малый вес;
- Система не потребляет электроэнергию, т.к. нет необходимости в принудительном перемещении теплоносителя.
Недостатки рекуператора с тепловыми трубками
Как у любого агрегата, у теплообменника, использующего тепловые трубки, есть слабые места:
- Эффективная работа теплообменника возможна лишь при наличии узкого температурного диапазона, т.к. излишне высокая температура превращает весь фреон в пар, а недостаточный нагрев не обеспечивает необходимой интенсивности испарения;
- Тепловые трубки не обладают достаточной прочность, поэтому потеря формы либо их разгерметизация приводит к резкому снижению работоспособности устройства.
Наличие недостатков, которые порой условны, не снижает целесообразность установки рекуператора для дома. Однако это не нагревательный элемент, он всего лишь возвращает часть тепла в воздуховод.
Следует еще учесть, что неконтролируемые утечки тепла при нарушении теплоизоляции конструктивных элементов дома, могут свести всю эффективность как системы отопления, так и рекуперации воздуха к нулевому результату. Обследование тепловизором дома выявляет дефекты утепления и строительства. При их обнаружении, можно исправить положение задувкой эковаты и восстановить целостность утепления без капитального ремонта и нарушения отделки.
чертежи самодельного рекуператора для частного дома. Как сделать пластинчатый или роторный рекуператор для квартиры?
Для создания здорового микроклимата в жилом помещении необходима вентиляция воздуха. Летом достаточно открыть форточку или окно. В холодное время года в таком случае придётся согревать поступающий воздух. С целью существенного снижения расходов на обогрев используются теплообменники рекуперативного типа. В статье разберем, как сделать рекуператор своими руками.
Инструменты и материалы
Примерный набор материалов и инструментов:
- металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
- рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
- нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
- минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
- 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
- лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
- силиконовый герметик;
- алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
- универсальный клей;
- саморезы;
- стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
- шуруповёрт, ножовка по металлу;
- фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
- строительный нож;
- молоток;
- дрель, набор свёрл;
- вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.
Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.
Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.
Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.
Схема изготовления
Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:
- собранные из тонких пластин;
- с применением вращения ротора;
- коаксиальные;
- изготовленные из трубок;
- с отдельным теплоносителем.
Общие параметры теплообменников:
- пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
- противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
- роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.
Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора. Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства.
Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.
Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор. От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.
Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.
Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.
Имеет следующие преимущества:
- простые конструкция и технология монтажа;
- КПД до 80%;
- большой срок службы;
- минимальное потребление электроэнергии;
- легко модернизировать.
Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.
Разберем пошагово инструкцию его изготовления:
Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2. Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.
Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок.
Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.
Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.
Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.
Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:
- тл – толщина листа;
- тп – толщина прокладки;
- К – количество листов;
- Д – допуск (сантиметров 10).
Отрезаем 4 уголка вычисленной длины, закрепляем на рабочем столе вертикально по углам 1 квадрата из дерева. Это шаблон для сборки.
Наклеиваем на каждый металлический лист по три прокладки: 1 по центру и 2 на краях параллельно друг к другу.
Формируем теплообменник, укладывая на шаблон лист за листом, поворачивая каждый раз на 90 градусов. Так организован обмен теплом в этом устройстве.
Завершается сборка вторым квадратом из дерева. Сверху кладём груз 5-6 кг до полного высыхания клея. Затем, отметив высоту пачки на уголках, снимаем их, удаляем лишнее. Саморезами прикрепляем к обкладкам.
Изготавливаем корпус по размерам теплообменника: основной масштаб – это его диагональ и толщина.
В случае одного пакета его края могут крепиться на всех сторонах корпуса. Отверстия в боковых стенках выпиливаются под имеющиеся материалы, такие как вентиляторы, входные/выходные вентиляционные короба или трубы.
Следует иметь в виду, что теплообменник монтируется вертикально так, чтобы вентиляторы оказались вверху. Это важно для оттока конденсата: сливная трубка должна находиться в правой нижней части рекуператора.
Из помещения воздух подаётся ко входу левого на рисунке вентилятора, а правый – всасывает наружный воздух.
В случае если устройство будет работать в неотапливаемом помещении, теплоизолируйте его как можно лучше, например, минеральной ватой, пенополистиролом.
Один из вариантов установки пластинчатого рекуператора приведён на рисунке.
Далее рассмотрим, как в домашних условиях собрать самому коаксиальный рекуператор.
Преимущества рассматриваемого устройства:
- не имеет движущихся частей;
- хороший КПД до 65%;
- простота конструкции;
- автономность – монтируется непосредственно в стене.
Все необходимые материалы легко приобрести в хозяйственном магазине:
- пластиковая канализационная труба диаметром 16 см;
- тройники – 2 шт.;
- соответствующие трубе и вентиляторам переходники – 3 шт.;
- алюминиевая гофротруба диаметром 10 см, длина равна 1.5 длины пластиковой трубы.
Диаметры переходников, гофротрубы и вентиляторов одинаковые:
- Определяемся с длиной трубы, помня, что КПД напрямую зависит от этого параметра. Отрезаем по размеру обе трубы.
- Размещаем кольцами предельно растянутый гофр внутри пластиковой трубы.
- После растяжки присоединяем тройники с обеих сторон так, чтобы гофр проходил в ответвления. Приклеиваем алюминий по диаметру к краям пластика, отрезаем лишнее.
- Присоединяем третий переходник со стороны домашней части трубы. С этой же стороны устанавливаем вентиляторы: через гофротрубу воздух выдувается наружу.
- Не забываем оба уличных отверстия закрыть фильтрами, чтобы мухи не летели.
В том случае, если рекуператор проходит через стену, вставьте его в канал стены и продолжайте с пункта 2.
Для небольших помещений и при наличии материала можете собрать трубчатый теплообменник рекуперации воздуха. Комплектующие те же, что в предыдущем случае, только надо заменить гофротрубу на трубки алюминиевые или стальные с диаметром 3-5 мм, взять немного листового металла либо пластика 2-4 мм и два Т-образных тройника:
- Из листа по диаметру трубы вырезаем 2 круга. Разметив произвольно, одновременно в обоих высверливаем отверстия под внешний размер трубок. Чем больше отверстий, тем выше КПД.
- Все трубки собираем между кругами, проклеивая соединения. Теплообменник готов.
- Помещаем его в трубу. На обе стороны надеваем тройники так, чтобы край каждого был выше пластин теплообменника.
- С одной стороны конструкции в оба раструба тройника укрепляем вентиляторы.
Противоположные следует закрыть фильтрами.
Представим интересное практическое решение: парный трубчатый реверсивный рекуператор для монтирования в стене.
Необходимые материалы:
- 2 отрезка канализационной трубы;
- заглушки на них – 2 шт.;
- схема управления.
Общий вид приведён ниже:
- Как обычно, рисуем чертеж с учётом места эксплуатации прибора. Отрезаем кусок трубы и необходимое количество трубок.
- Забиваем рабочий объём трубками вплотную.
- Монтируем вентиляторы в заглушку «спинами» друг к другу. С другой стороны трубы клеим фильтр.
- Повторяем операции для второго устройства.
- Ответственный момент – изготовление электронной схемы управления. Принцип работы системы двух блоков «тяни-толкай»: один выталкивает воздух в течение, например, минуты, другой – засасывает, и наоборот.
Отрезаем кусок трубы и необходимое количество трубок.Вместо трубок предлагается использовать пластмассовые шарики с диаметрами около 5 мм. Поверхность обмена теплом значительно увеличится, и КПД – тоже.
Роторный рекуператор воздуха имеет высокий КПД, однако считается малопригодным для установки в жилых помещениях из-за высоких массогабаритных показателей, сложности изготовления и сборки.
Принцип функционирования понятен из рисунка: в кожухе вращается барабан, состоящий из множества канальцев, образованных гофрированным тонким металлом или трубочками, в которых и происходит теплообмен. В состав кожуха входят 2 воздушных короба подачи и отвода.
Ясно, что в такой конструкции происходит смешение потоков и частичный возврат воздуха, что уменьшает эффективность прибора. Но есть и плюс – влажность практически не изменяется.
Представляем вариант самодельного роторного рекуператора воздуха.
Материалы:
- длинный стальной стержень с резьбой, диаметр 5-10 мм;
- щипцы для блоков-заклёпок;
- G-образная струбцина.
Приведем примерный порядок действий:
- Создаём чертежи всего устройства под роторный теплообменник, включая короба отвода-подвода воздуха, крепления моторчика, привод и прочее.
- Нарезаем трубки в количестве, рассчитанном по формулам: К = (площадь барабана) / (площадь трубки) или [ (радиус барабана) / (радиус трубки) ]х2. Длина трубок меньше длины барабана сантиметра на 2, чтобы была возможность загнуть бортики сверху и снизу.
- Если удалось найти трубу из металла или пластика с нужными диаметром и длиной, переходите к следующему пункту. В противном случае из металла сделайте барабан по своему эскизу. Для этого вначале выпилите круг из фанеры, затем металлический прямоугольник. Сверните его вокруг фанерного кружка с нахлёстом, скрепите струбциной. Действуя дрелью и щипцами, склепайте края цилиндра.
- Из листа металла делаем 2 круга, и лобзиком вырезаем из них 2 торцевые крестовины.
- Концы резьбового стержня зашлифовываем – это ось теплообменника.
- Собираем каркас ротора: цилиндр + крестовины + ось. Туго набиваем цилиндр трубками.
Ротор рекуператора готов. Смонтируйте его в корпусе воздухообменника.
Как увеличить КПД
Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.
КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:
- увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
- увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
- проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
- использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
- тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
- вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
- если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.
После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.
Порядок такой:
- включаем прибор, выжидаем некоторое время;
- градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
- вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
- Тр – температура на выходе рекуператора;
- Ту – температура на входе, с улицы;
- Тд – температура дома.
Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.
Рекомендации
Выбирайте тип рекуператора, исходя прежде всего из имеющихся возможностей – материальных и финансовых.
Нарисуйте схемы устройства и чертежи отдельных элементов и узлов. Сделайте, если есть возможность, хотя бы простейший расчёт основного параметра рекуператора – его площади.
В случае пластинчатого теплообменника из металла эта площадь в расчёте на одного человека 4-6 м2 в зависимости от объёма помещения, а мощность вентилятора – 60-100 м3/час.
В общем случае КПД зависит от размеров агрегата, поэтому используйте свои возможности в полной мере.
Наглядный обзор создания роторного рекуператора своими руками для дома представлен в следующем видео.
youtube.com/embed/SzC8D5tKsSQ?modestbranding=1&iv_load_policy=3&rel=0″/>
Рекуператор воздуха своими руками для частного дома, что это такое
Рейтинг автора
Автор статьи
Опытный специалист по системам вентиляции и кондиционирования. Работает в этой сфере более 15 лет.
Написано статей
Эффективная система вентиляции должна использовать теплоту нагретого воздуха, который циркулирует из помещения на улицу. Для этого в схему внедряют специальное устройство – теплообменник. Он передает тепловую энергию от нагретых воздушных масс поступающим извне. Из-за простоты конструкции можно сделать рекуператор воздуха своими руками, но с учетом специфики конкретной модели.
Краткое содержание
Рекуператор: что это такое
Это теплообменник поверхностного типа, в котором теплота отводящих газов передается через разделяющую перегородку. По типу теплоносителей классифицируются на воздушные, водяные, газовые. Для бытовых вентиляционных систем применяются воздушные аналоги. Они являются элементом принудительной вентиляции дома, квартиры.
Принцип работы
- В схеме есть две камеры – подача и вывод.
- Между ними установлена перегородка.
- Энергия от теплого потока через стенку передается холодному.
- Не происходит прямое смешивание масс, либо этот фактор незначителен.
Преимущества – оптимизация температурного баланса в комнате, уменьшение расходов на отопление. Недостаток – дополнительные расходы на организацию вентиляции, используется полезный объем дома, квартиры.
Применение этой системы позволяет снизить расходы на отопление, так как тепло нагретой комнаты используется два раза.
Так работает рекуператор
Классификация
Для эффективности функционирования нужно учитывать общую площадь контакта теплообменника с циркулирующими потоками, их соотношение и объем. Самодельный рекуператор должен быть прост в изготовлении, но при этом выполняет свои функции.
Поэтому перед разработкой чертежа следует ознакомиться с видами этих устройств.
- Пластинчатый. Он состоит из нескольких кассет, в которых входные и выходные каналы чередуются, но не пересекаются. Преимущества – не потребляет электроэнергию, бесшумность. Возможно обмерзание из-за скапливания конденсата. Выход – установка специальных сборников воды. Эффективность зависит от материала пластин – полимеры, металл или целлюлоза.
- Роторный. Основной элемент – ротор, который состоит из барабана со множеством ячеек. Он разделяет трубопровод на две части. Во время вращения ротора происходит смешивание масс, передача энергии. Преимущества – КПД до 85 %, возможность регулировки скорости вращения, нет конденсата. Недостатки – зависимость от электроэнергии, нужны фильтры.
- Водяные. Тепло передается через жидкую среду. Преимущества – теплообменники могут находиться далеко друг от друга, не происходит смешивание потоков. Минус – сложность чертежа. Такие устройства применяются в производственных и коммерческих зданиях.
Основные характеристики – расход (м³/час), габариты и масса, эффективность теплообмена (60-90 %), способ монтажа (подвесной, встраиваемый). Дополнительные компоненты – звукоизоляционные материалы (роторные модели), теплоизоляция.
Для самостоятельного производства можно взять чертежи готовых заводских устройств. Это позволит избежать ошибки при проектировании и креплении.
Как сделать рекуператор воздуха своими руками для частного дома
Первый этап – разработка чертежа и выбор материалов. Учитывается объем проходящего воздуха. Кратность воздухообмена – не менее 0,35 за 1 час или 30 м³/час на одного проживающего. В кухне этот показатель равен или более 75 м³/час. Эти значения зависят от производительности вентилятора и полезного сечения воздуховодов.
Расчет производительности выполняется по формуле:
L=n*v
L – это необходимая производительность, n является расчетной нормой воздухообмена, а v – объем комнаты.
Диаметр воздуховода – 100, 125 или 150 мм. Зависит от размера крыльчатки. Искусственное уменьшение патрубка с вентилятором может привести к формированию разности давления.
Пластинчатый
Самодельный пластинчатый рекуператор отличается по направлениям циркулирующих потоков. В прямоточных они имеют один вектор движения, в противоточных движутся навстречу. Для самостоятельного изготовления лучше применить третий принцип – перекрестный. Направления в конструкции пересекаются крест-накрест.
Пластинчатый рекупаретор можно легко изготовить своими руками
Материалы:
- Алюминий, оцинкованный металл. Легко гнутся, что упрощает обработку, у них относительно низкая стоимость. Но нужно учитывать, что металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, что приводит к обмерзанию и появлению конденсата.
- Полимеры (пластик). Надежны, низкая вероятность появления конденсата. Недостаток – высокая стоимость.
- Специальная целлюлоза. Имеют самый высокий КПД, легко обрабатываются. Но они быстро разрушаются при высокой влажности в здании, не подходят для бассейнов, бань и подобных помещений.
Для производства нужны пластины. Они делаются из алюминия, стали, бумаги или пластика. Общая площадь – до 4 м². Зазоры формируют из технической пробки (рулон) толщиной 2 мм. Элементы скрепляются металлическими уголками. Корпус делается из оцинкованного железа или пластика. Также нужен клей, герметик.
Порядок изготовления
- Формирование листов размерами 20*30 см в количестве 70-75 шт.
- На одну сторону пластины наклейте три полоски из уплотнителя (пробки). Одна располагается по центру, две – по противоположенным краям.
- Две готовые платины клейте через прокладки. Полоски находятся перпендикулярно.
- Так формируется секционный сердечник, в котором каналы чередуются направлением на 90°.
В коробе отсутствуют щели, обеспечивается герметичностью. Для уменьшения тепловых потерь на внутреннюю часть монтируется утеплитель.
Для соединения с воздуховодом на торцах крепятся фланцы подвода и отвода.
Таким же способом можно сделать пластинчатый рекуператор из поликарбоната. Его преимущество – зазоры уже сформированы в листах. Следует разрезать поликарбонат на пластины и склеить их с учетом смещения направления воздуховодов относительно друг друга на 90°.
Недостаток этой схемы – большая стоимость поликарбоната. Часто используют обрезки этого листового материала, которые остаются после козырьков, теплиц.
Видео по изготовлению
//youtu.be/BJhcfQ9bpfo
Трубчатый
Принцип работы этой схемы воздухообмена аналогичен коаксиальному воздуховоду для газовых котлов. Трубчатый рекуператор имеет два канала – наружный и внутренний. В первом потоки из улицы проходят через пространство между наружным корпусом и внутренней трубой. Для выхода из здания устанавливается патрубок меньшего диаметра. Через его стенки происходит тепловой обмен.
В домашних условиях можно изготовить рекуператор из гофротрубы и канализационной трубы. Для эффективной работы длина конструкции должна быть не менее 4 м. Поэтому следует заранее продумать место ее установки.
Внешним коробом будет служить канализационная пластиковая труба сечением 15 см, для внутреннего патрубка применяют гофрированный рукав 10 см. Адаптеры (переходники) с 150 на 100 мм для герметичности гофры. Тройники используют при формировании воздушного канала.
Трубчатый рекуператор
Порядок изготовления
- Обрежьте пластиковую заготовку и обработайте края.
- Установите два тройника по краям конструкции.
- Сделайте монтаж гофры. Она должна располагаться по центру полимерной трубы, не соприкасаясь с ее стенками.
- Соедините адаптеры с помощью резиновых уплотнителей, зафиксируйте края гофры. Места соединений можно обработать герметиком.
Для лучшей циркуляции в реверсивный патрубок монтируют вентилятор. Защиту от попадания мусора и пыли обеспечат вентиляционные решетки.
Однако они искусственно уменьшат производительность из-за снижения полезного сечения магистрали.
Альтернатива – вместо гофрированного рукава установить набор из пластиковых труб диаметром до 16 мм и с минимальной толщиной стенки. Такие чертежи и схемы обеспечат максимальный тепловой обмен, так как увеличивается контактная площадь двух сред с разной температурой.
Видео
//youtu.be/pmtC4LkHUac
Недостаток – трудоемкость изготовления и низкая теплопроводность пластика по сравнению с гофрированным металлическим рукавом.
Правила монтажа
Правильный монтаж рекуператора начинается с выбора места. Пластинчатые интегрируются в вентиляционную систему на стадии ее разработки или уже готовую. В последнем случае вырезается часть магистрали по длине готового изделия. Затем монтируется с помощью переходников. Для крепления используют кронштейны с прорезиненным основанием. Так можно минимизировать вероятность появления шума.
Установка трубчатых моделей сложнее, так как они не привязаны к системе вентиляции. Их применяют в квартирах и частных домах, где она отсутствует. Поэтому важно выбрать правильное место установки и количество устройств. Одна модель может обслуживать помещение площадью до 60 м². Учитывается наличие межкомнатных дверей.
Этапы монтажа
- Определите место крепления. Располагается в верхней части комнаты, у потолка, примыкает к наружной стене здания.
- Диаметр отверстия в стене больше сечения корпуса на 2-3 мм.
- Между корпусом и стеной монтируется теплоизолирующая прокладка из стекловолокна, пенополистирола. Альтернатива – герметизация с помощью монтажной пены.
- Установка корпуса. В помещении он крепится к потолку с помощью специальных хомутов.
- Подключите вентилятора. Электропитание от ближайшей или по установленному ранее электропроводу. Некоторые модели имеют дистанционный пульт управления.
После завершения работ и запуска ждут 2-3 часа. Затем проверяется разность температур во входном, выходном патрубке, в помещении и на улице.
Так можно определить фактическую эффективность работы. Обслуживание простое. Необходимо периодически проверять отсутствие мусора и пыли внутри, герметичность соединений.
Отличная статья 0
чертежи- Инструкция и Фото +Видео
Самодельный рекуператор воздуха – все плюсы и минусы, инструкция по изготовлению. Невозможно представить себе комфортное проживание в загородном доме без грамотно обустроенной вентиляционной системы, так как именно она является залогом того, что в вашем доме будет здоровый микроклимат. И, тем не менее, большинство владельцев с настороженностью относятся к тому, чтобы установить вентиляцию, так как боятся получить непомерные счета за электрическую энергию. Если такие же сомнения стали терзать и вас, советуем рассмотреть такое устройство для частного дома, как рекуператор.
Это небольшой по габаритам агрегат, который совмещается с приточно-вытяжной вентиляцией и он исключает перерасход электрической энергии в зимнее время, когда для воздуха потребуется дополнительное прогревание. Самый доступный и эффективный вариант – это сделать рекуператор воздуха своими руками. Что это за устройство, и по какому принципу оно работает? Об этом мы и поговорим.
Принцип действия и особенности агрегата
Понятие процесса
Итак, что представляет собой рекуперация тепла? Это особый процесс теплообмена, при котором не прогретый воздух с улицы нагревается благодаря выходящему потоку воздуха из помещения.
За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.
Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:
- Цены на энергоносители.
- Цена установки устройства.
- Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
- Продолжительность использования системы.
Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке».
Эффективность устройства
При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов. Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:
Ƞ=(tпост – tулицы)/(tкомн – tулицы)
- tпост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
- tулицы – температура на улице.
- tкомн – температура в доме по рекуперации.
Современные устройства отличаются не только высокими показателями КПД и особенностями использования, но и по конструкции. Давайте рассмотрим наиболее популярные решения и их особенности.
Основные разновидности конструкции
Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:
- Пластинчатые.
- Роторные.
- С отдельными теплоносителями.
- Трубчатые.
| Конструкция | КПД | Особенности |
| Теплообменник пластинчатого вида с перекрестным током | От 60 до 80% | Средний КПД, небольшие потери давления, конструкция компактная, удобно подключать. |
| Комбинированное устройство из двух пластинчатых теплообменников с перекрестным током | От 70 до 80% | Высокий КПД, но из-за этого потери давления выше, удобно подключать. |
| Теплообменник противоточный на пластиках | От 80 до (!) 90% | Высокий КПД при умеренных потерях давления, требуется место для установки, конструкция дороже вышеописанных. |
| Теплообменник противоточный канального типа | От 85 до 95% | Самый высокий КПД, относительно большие потери давления, потребуется дополнительно пространство для установки. |
| Роторный теплообменник | От 75 до 85% | Из-за риска переноса запахов подойдет только для вентиляции, которая рассчитана на одну квартиру, имеет небольшое сопротивление потоку. |
Итак, давайте рассмотрим их подробнее.
Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.
Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:
- Большой вес.
- Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
- Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
- Воздушные массы смешиваются.
- Зависимость от электроэнергии.
Обратите внимание, что устройство вентиляции с трубчатыми элементами, а еще отдельными теплоносителями почти нельзя сделать в домашних условиях, даже если у вас будут все чертежи и схемы.
Рекуператор своими руками
Рекуператор воздуха сделать несложно, если подобрать верную конструкцию. Самой простой с точки зрения выполнения будет пластинчатая система. У такой модели есть и большие плюсы, и не менее заметные минусы. Если говорить о преимуществах, то даже сделанный своими руками рекуператор воздуха для частного дома даст вам:
- Высокий уровень КПД.
- Не потребуется привязка к электричеству.
- Простота и надежность конструкции.
- Доступность материалов и функциональных элементов.
- Длительный срок эксплуатацию.
Но перед тем, как начать делать рекуператор воздуха своими руками, уточните все преимущества и недостатки модели. Главный недостаток – это обледенение при сильном морозе. На улице уровень влажности не настолько высокий, как в комнате, и если на нее не воздействовать, она начнет превращаться в конденсат. При морозе высокая влажность будет способствовать образованию наледи.
Есть несколько способов того, чтобы защитить устройство рекуператора от обмерзания. Это специальные решения небольшого размера, которые отличаются эффективностью и способом реализации:
- Воздействие термическим путем на конструкцию, и благодаря этому наледь не будет задерживаться внутри системы (при этом КПД будет уменьшено на 20%).
- Отвод воздушных масс от пластин механическим путем, получается принудительный отогрев льда.
- Дополнение вентиляционной системы целлюлозными кассетами, которые будут поглощать избыточную влагу. Она будет перенаправлена в жилье, и при этом не только будет устранен конденсат, но и получится эффект увлажнения.
Большинство специалистов сошлись на мнении, что целлюлозные кассеты на сегодняшний день – это лучшее решение. Они будут функционировать при любой погоде за окном, и при этом не будет потребление электричества, не потребуется канализационный отвод и контейнер для конденсата.
Инструменты и приспособления
Итак, что следует подготовить перед тем, как начать сборку домашнего агрегата пластинчатого вида? Специалисты советуют обратить свое внимание на такие материалы:
- Листы алюминия (подойдет поликарбонат или текстолит). Обратите внимание на то, что чем тоньше будет материал, тем лучше будет теплообмен. Приточная вентиляция в таком случае будет функционировать лучше.
- Деревянные рейки (с шириной 1 см и толщиной 0,2 см). Они должны быть помещены между соседними пластинками.
- Минеральная вата (толщина до 4 см).
- Фанера или металл для изготовления корпуса устройства.
- Уголок.
- Клей.
- Метизы.
- Герметик.
- Вентилятор.
- 4 фланца (под сечение трубы).
Важно! Диагональ корпуса обязательно должна соответствовать ширине теплообменника. Что касаемо высоты, то она должна быть отрегулирована под общее число пластин и их толщину при связке с рейками.
Чертежи
Листы металла используют для нарезания квадратов, которые по размеру должны иметь стороны от 20 до 30 см.
В таком случае постарайтесь подобрать оптимальное значение с учетом того, какая система вентиляции была установлена в вашем доме. Листов должно быть не меньше 75 штук. Для того, чтобы они были ровнее, используйте одновременно только с 2-3 листами.
Для полноценного осуществления рекуперации энергии в системе следует подготовить деревянные рейки по размерам сторон квадрата. После этого аккуратно обработайте их при помощи олифы, а после каждый деревянный элемент приклейте на вторую сторону металлического квадратика. Один из квадратов обязательно должен остаться не оклеенным.
Чтобы рекуперация и вентиляция воздуха были эффективнее, каждую грань реек сверху следует тщательно промазать клеевым составом. Отдельные элементы должны быть собраны в сэндвич из квадратов. Очень важно, чтобы второй, третий и остальные квадраты были повернуты на 90 градусов по отношению к предыдущему. Благодаря такому способу изготовления рекуператора воздуха своими руками будет проведено чередование каналов и их перпендикулярное положение.
После этого на клей следует зафиксировать верхний квадрат, на котором будут отсутствовать рейки. При использовании уголков конструкцию следует аккуратно стянуть и прикрепить. Чтобы процесс рекуперации тепла в системе вентиляции был осуществлен без потерь воздуха, следует заполнить щели герметиком. Изготовьте фланцевые крепления. Изготовленное устройство поместите в корпус. Заранее на стенах устройства следует сделать несколько уголковых направляющих. Теплообменник должен быть размещен так, чтобы его углы упирались в боковые стенки, и тогда конструкция будет напоминать ромб.
Остатки в виде конденсата будут оставаться в нижней части. Главной задачей является получить два вытяжных канала, которые изолированы друг от друга. Внутри конструкции из элементов в виде пластин должно быть смешение воздушных масс. Внизу следует сделать небольшое отверстие, чтобы отвести конденсат через шланг. В конструкции сделайте четыре отверстия для фланцев.
Отдельно на входе оставьте место для фильтров. Конструкцию требуется покрыть минеральной ватой, и после установить вентилятор, а само устройство должно быть совмещено с вентиляционной системой.
Расчет устройства
Для того, чтобы определить мощность рекуператора для конкретного пространства, используйте такую формулу:
Ǫ=0,355 * L * (tкомн – tнач.)
- Ǫ – производительность (м3/сек).
- L – общее кол-во приточного воздуха, которое должно поступить по норме на 1 человека (65 м3/час на того, кто в помещении постоянно, и 25 м3 на тех, кто находится в помещении временно).
- (tкомн – tнач.) – это показатель разницы между температурой, которая требуется, и той, что на улице.
К примеру, для того, чтобы нагреть воздух в комнате до +25 градусов, где постоянно находиться один человек, требуется произвести следующий расчет: Ǫ=0.355*60*25=532, 5 Вт.
Для определения КПД агрегата будет достаточно узнать температуру в трех главных точках входа в систему:
КПД=(tрекуп – tулич)/ (tдом – tулич)
- Температура, поступающая с улицы до рекуперации (tулич).
- Температура, поступающая в дом после рекуперации(tрекуп).
- Температура, выходящая из дома до рекуперации (tдом).
Заключение
Теперь вы знаете, что собой представляет рекуператор и насколько он важен для современной вентиляционной системы.
Такие устройства намного чаще начинают устанавливать в загородных домах и объектах общественной важности. Сейчас рекуператоры стали востребованы, и при желании вы даже можете сделать устройство своими руками из подручных материалов, как это описано в статье.
Обзор Рекуператоров
Использование рекуператоров тепла при работе ОСК
На рынке России и Стран Таможенного Союза имеется большое количество предложений на окрасочно-сушильные камеры (ОСК), сильно различающихся по цене и качеству предлагаемого оборудования. При работе камер в режиме окраски (когда весь воздух, протекающий через объём камеры необходимо подогревать от наружной температуры до + 20 С) для нагрева воздуха используют различные источники тепла: газовые или дизельные горелки, водяные (паровые) батареи, теплоэлектронагреватели (ТЭНы). Уровень потребления тепловой мощности при нагреве воздушного потока: 10 000 куб.м/ч на 1 градус составляет более 0,37 кВт (и зависит от КПД теплообменника или нагревателя). Таким образом, для нормальной работы ОСК (скажем, для окраски автомобилей, с размерами: 7*4*3(h) м) при наружной температуре: минус 20 С он составит: более 400 кВт. Если же требуется окрашивать детали большего размера, то теплопотребление ОСК легко «перескакивает» за МВт. Поэтому, почти в каждое грамотное технико-коммерческое предложение на ОСК включена опция, обеспечивающая энергосбережение при работе камеры, а именно: рекуператор тепла. Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху. При расчёте рекуператоров учитывают, что физические свойства воздуха приточного и вытяжного потоков: плотность, температура и влажность (а от влажности сильно зависит теплоемкость), различаются, особенно в зимнее время.
Теплый воздух из помещения имеет значительно большую влажность, чем холодный воздух с улицы, а значит и теплоемкость именно поэтому при передаче тепла, наружный, более сухой, воздух нагреется больше, чем охладится вытяжной. (См. приложение, в конце статьи) Кроме того, на процессы теплопередачи влияют теплоты конденсации и парообразования.Виды рекуператоров
1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.
2. По конструктивному исполнению и принципу действия (основные виды):
· роторный рекуператор;
· трубчатый рекуператор,
· пластинчатый рекуператор.
Роторный рекуператор
Этот тип рекуператора представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока. Таким образом, пластины ротора то нагреваются, то остывают. В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.Рекуператоры роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и употребляются в тех случаях, когда необходимо регулировать уровень влажности.
принцип действия роторного рекуператора (противоток)
К главным недостаткам рекуператора роторного типа относятся:
· сложная конструкция, состоящая из электромотора, ротора, приводного ремня и системы воздуховодов;
· повышенный уровень шума;
· наличие подвижных частей снижает надёжность системы и приводит к необходимости более частого технического обслуживания.
Потоки, проходящие через роторный рекуператор частично перемешиваются:
Воздух, который остается в ловушках внутренних каналов ротора передается при вращении другому потоку. Для удаления конденсата ротор оснащен чистящим сектором, расположенным в нижней части
Как
правило, совместно с вентагрегатами ОСК применяются рекуператоры пластинчатого
типа, с эффективностью от 0,4 до 0,7, в зависимости от толщины и способа
крепления пластин, размеров и ширины каналов (расстояний между пластинами).
Трубчатый рекуператор
Трубчатые конструкции рекуператоров в работе ОСК не используются, однако широко применяются в теплообменниках типа «воздух-воздух» (например, в агрегатах ОСК) для нагрева приточного воздуха.
Пластинчатый рекуператор
Рекуператор может представлять собой моноблок, а также быть составлен из нескольких параллельных моноблоков. (при этом эффективность больше, падение давления на рекуператоре – меньше, но возрастает стоимость и громоздкость).
Эффективность таких рекуператоров – средняя, и КПД достигает 60%. Этот вид представляет монолитную кассету из штампованных листов алюминия, с чередующимися воздушными каналами, выходы которых расположены друг к другу под прямым углом. Каналы, идущие в разных направления, не сообщаются друг с другом, что обеспечивается их герметизацией*.
________________________________________________________________________
*- Герметик может быть прокладкой, а может быть – клеем. Во втором случае рекуператор становится неразборным, что сильно затрудняет его чистку, т.к. расстояние между пластинами (ширина каналов) составляет всего несколько миллиметров: от 3 до 12-15. Загрязнённый рекуператор теряет свою эффективность.
Такая конструкция обладает простотой в изготовлении и обслуживании.
Она позволяет увеличить время контакта сред с разными температурами, обеспечить большую площадь контакта агентов.
Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.
Стоит помнить о том, что при эксплуатациях таких теплообменников зимой образуется конденсат. При отрицательных температурах воздушного потока конденсат в пластинчатых блоках рекуператора может замерзать: при этом падает эффективность и перекрывается доступ воздуху.
Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше
теплообмен между воздушными потоками. Соответственно, увеличивается КПД
установки.
Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД рекуператора. Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.
Несмотря на указанный недостаток, пластинчатые рекуператоры обладают следующими немаловажными преимуществами, делающими такой тип рекуператоров наиболее распространённым:
— компактность,
— сравнительно низкая цена,
— простота конструкции,
— отсутствие движущихся частей.
Вот основные параметры пластинчатых рекуператоров.
1. Падение давления. При прохождении воздуха через довольно узкие каналы (между платинами) рекуператора, ему оказывается сопротивление, вследствие чего на рекуператоре происходит падение давления, и после него воздух движется с меньшей скоростью, чем до него. Обычно производители указывают максимально допустимые, с точки зрения энергоэффективности рекуператора, значения падения давления на нём, для заданной величины воздушного потока. Как правило, допустимое, экономически оправданное падение давления составляет не более 200 – 250 Па.
2. Максимально возможная разность давлений в каналах. Эти параметры обусловлены механической прочностью рекуператора и составляют, как правило, порядка: 2000-2500 Па, для разности давлений внутри и снаружи рекуператора и порядка: 1000 — 1500 Па, для разницы между давлениями во входном и выходном плечах рекуператора. При превышении этих пределов возможна поломка рекуператора.
3. Температуры эксплуатации. Как правило,
интервал рабочих температур обусловлен герметизирующими и клеящими материалами,
применёнными в конструкции, и составляет, как правило: минус 30 (40) – плюс 90
(100) С.
4. Эффективность энергосбережения. Рассчитывается по специальной программе, учитывающей, в том числе: изменения плотности и влажности воздуха от температуры.
5. Изоляция от перетекания воздуха между каналами входа и выхода. Перетекание сильно влияет на эффективность и проверяется специальными тестами Производителя.
6. Пригодность к очистке и восстановлению эффективности.
Рекуператор необходимо периодически чистить от пыли (и от опыла краски). Чистка может быть механическая или химическая. Если рекуператор – неразборный, то возможна только его химическая чистка. Наличие пыли (или налёта краски) на пластинах рекуператора сильно снижает его эффективность.
Если наружная температура достаточно высока, и в помещении находятся дополнительные источники тепла, то может происходить процесс нарастания температуры в помещении. В этом случае необходимо управление рекуперацией тепла: регулируемую часть притока приходится пускать в обход рекуператора (обводной канал – байпас — для притока в обход рекуператора, с необходимыми заслонками – опция), либо выключать рекуператор из вентиляционной схемы установки.
Кроме того, пластинчатый рекуператор должен:
— иметь каналы для вывода конденсата,
— быть устойчивым к реагентам, применяемым при его чистке,
— быть устойчивым и сохранять прочность при замерзании конденсата.
Примеры расчётов пластинчатых рекуператоров.
|
|
Температура, С |
Относительная |
|
влажность,% |
||
|
«Тёплое плечо», вход |
20 |
50 |
|
«Тёплое плечо», выход |
7,9 |
94,5 |
|
«Холодное плечо», вход |
-5 |
80 |
|
«Холодное плечо», выход |
9,6 |
26,7 |
Пример расчёта рекуператора.
(Здесь не учтено изменение
плотности воздуха!)
Трубчатый рекуператор
Предназначено для использования в металлургии, конкретнее, в металлургических печах для нагрева металлических изделий, в частности, непрерывнолитых слитков. В трубчатом рекуператоре внутренняя труба по длине выполнена из отдельных частей, каждая из которых неподвижно укреплена при помощи продольных ребер на наружной трубе и отделена от соседней части поперечным зазором. Нижний и верхний торцы каждой из частей внутренней трубы образуют раструбы, состоящие из концентрически расположенных патрубков, а ширина кольцевой щели между внешним патрубком и внешней трубой по высоте рекуператора переменна и увеличивается от наименьшего значения, равного 0,08 — 0,12 величины кольцевого зазора между трубами, до максимального значения, равного величине кольцевого зазора между трубами, на верхнем торце внутренней трубы. Величина кольцевой щели между патрубками раструба составляет 0,1 — 0,5 величины зазора между трубами. Длина каждой части внутренней трубы составляет 5 — 15 кольцевых зазоров между трубами. В щели между патрубками раструба установлены трубки или продольные ребра. Такое выполнение позволяет повысить производительность и эффективность нагрева воздуха, а также сократить габариты и вес рекуператора. 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к металлургическим печам для нагрева металлических изделий.
Наиболее близким по технической сущности является трубчатый рекуператор, включающий коаксиально расположенные трубы с постоянным кольцевым зазором между ними по их длине, а также подводящие и отводящие трубопроводы. Нижний торец внутренней трубы снабжен дном с осевым отверстием. Отдельные трубы рекуператора последовательно объединены в секции с общими подводящими и отводящими трубопроводами. Секции рекуператоров размещены в дымовом борове. (Тебеньков Б. П. Рекуператоры для промышленных печей.
— М.: Металлургия, 1975, с. 103, рис. 48). Недостатком известного трубчатого рекуператора является его низкая производительность и эффективность нагрева проходящего по нему воздуха. Это объясняется тем, что режим движения потоков нагреваемого воздуха в кольцевом зазоре между трубами является ламинарным и упорядочным. В этих условиях эффективность теплоотдачи от дымовых газов к нагреваемому воздуху незначительна вследствие низкой теплопроводности воздуха. В результате для нагрева воздуха до высокой температуры необходимо увеличение длины рекуператора сверх допустимых значений, что приводит к увеличению его габаритов, веса и увеличению энергозатрат для приведения в движение воздуха. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и эффективности работы трубчатого рекуператора, а также в сокращении его габаритов и веса. Указанный технический эффект достигается тем, что трубчатый рекуператор включает две коаксиально расположенные трубы с постоянным кольцевым зазором между ними по их длине, внутренняя труба из которых на нижнем торце снабжена дном, а также подводящие и отводящие трубопроводы. Внутренняя труба по длине выполнена из отдельных частей, каждая из которых неподвижно укреплена при помощи продольных ребер на наружной трубе и отделена от соседней части поперечным зазором. Нижний и верхний торцы каждой из частей внутренней трубы образуют раструбы, состоящие из концентрически расположенных патрубков, а ширина кольцевой щели между внешним патрубком и внешней трубой по высоте рекуператора переменна и увеличивается от наименьшего значения, равного 0,08 — 0,12 величины кольцевого зазора между трубами, до максимального значения, равного величине кольцевого зазора между трубами на верхнем торце внутренней трубы. Величина кольцевой щели между патрубками раструба составляет 0,1 — 0,5 величины зазора между трубами. Длина каждой части внутренней трубы составляет 5 — 15 кольцевых зазоров между трубами. В щели между патрубками раструба установлены трубки или продольные ребра.
Повышение производительности и эффективности работы трубчатого рекуператора будет происходит вследствие многократной подачи струй воздуха в зазор между трубами, а также многократного локального уменьшения кольцевого зазора между ними. В этих условиях при встрече потоков воздуха происходит смена режима ламинарного течения потоков воздуха в кольцевом зазоре на каждом участке внутренней трубы на турбулентный. При турбулентном режиме значительно повышается эффективность теплопередачи от дымовых газов через трубу к воздуху, движущемуся по зазору между трубами. При этом на каждом участке внутренней трубы происходит интенсивное перемешивание потоков воздуха, образуется замкнутые кольцеобразные потоки воздуха и завихрения на этих участках. В этом случае происходит интенсивное перемешивание слоев нагретых и холодных потоков воздуха. Повышение эффективности нагрева воздуха позволяет снизить общую длину трубчатого рекуператора и уменьшить его вес вместе с сокращением энергозатрат для приведения воздуха в движение. Диапазон значений ширины кольцевой щели между раструбом и внешней трубой в пределах 0,08 — 0,12 величины кольцевого зазора между трубами объясняется теплофизическими закономерностями теплообмена между дымовыми газами и воздуха через корпус внешней трубы. При меньших значениях будут возникать сопротивления в щелях для прохода воздуха сверх допустимых значений. При больших значениях не будет происходить изменение ламинарного режима течения потоков воздуха на турбулентный. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины зазора между трубами. Диапазон значений ширины кольцевой щели между патрубками раструба в пределах 0,1 — 0,5 величины зазора между трубами объясняется газодинамическими закономерностями течения воздуха через узкие щели. При меньших и больших значениях не будет происходить изменение режимов потоков воздуха в зазорах на каждом участке внутренней трубы. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины зазора между трубами.
Диапазон значений длины каждой части внутренней трубы в пределах 5 — 15 величины зазора между трубами объясняется газодинамическими закономерностями перемешивания и завихрения струй и потоков воздуха в зазоре на длине каждого участка внутренней трубы. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимый турбулентный режим движения потоков воздуха в зазорах между участками внутренней трубы. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от величины зазора между трубами. Установка трубок или продольных ребер в щели между патрубками раструбов объясняется необходимостью создания дискретных струй воздуха, подаваемых в зазоры между трубами, что способствует интенсификации перехода ламинарного режима течения потоков воздуха в турбулентный режим. Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого трубчатого рекуператора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень». На фиг. 1 показана схема трубчатого рекуператора, продольный разрез; фиг. 2 — то же, разрез А-А с трубками в щели между патрубками раструба; фиг. 3 — то же, разрез Б-Б; фиг. 4 — то же, разрез В-В; фиг. 5 — то же, разрез А-А с ребрами в щели между патрубками раструба. Трубчатый рекуператор состоит из внешней трубы 1, частей внутренней трубы 2, трубопроводов 3 и 4, раструбов 5 с патрубками 6 и 7, ребер 8, трубок 9, дна 10 с отверстиями 11, направляющей 12, зазора 13, щели 14, дна 15, зазора 16, щели 17, ребер 18. Позицией D обозначен внутренний диаметр внешней трубы 1, d — внешний диаметр частей внутренней трубы 2, m — величина зазора между трубами 1 и 2, n — ширина щели 14, c — ширина щели 17, — зазор между частями внутренней трубы 2, l — длина частей внутренней трубы 2. Трубчатый рекуператор работает следующим образом. Пример. Трубчатые рекуператоры, изображенные на фиг. 1, объединены в секцию в количестве 5 — 10 и размещены в борове, в котором проходят нагретые дымовые газы, выходящие из металлургической печи для нагрева металла.
Трубчатый рекуператор состоит из двух коаксиально расположенных труб 1 и 2 с постоянным кольцевым зазором 13 величиной m между ними по его длине. Внешняя труба 1 снабжена дном 15. Внутренняя труба трубчатого рекуператора по его длине выполнена из отдельных частей 2, которые укреплены при помощи продольных ребер на наружной трубе 1 и отделены от соседних частей зазором 16, равным = 10 — 20 мм. Нижний и верхний торцы каждой из частей 2 образуют раструбы 5, состоящие из соответствующих концентрически расположенных патрубков 6 и 7. Ширина n кольцевой щели 14 между внешним патрубком 6 и внешней трубой 1 по высоте рекуператора переменна и увеличивается от минимального значения, равного 0,08 — 0,12 величины m кольцевого зазора 13 между трубами на нижней части 2 внутренней трубы, до максимального значения, равного величине m того же зазора 13, на верхнем торце внутренней трубы 2. Величина кольцевой щели 17 между патрубками 6 и 7 раструбов 5 составляет c = 0,1 — 0,5 величины m зазора 13 между трубами 1 и 2. Длина l каждой части 2 внутренней трубы составляет 5 — 15 величины m кольцевого зазора 13 между трубами 1 и 2. В щелях 17 между патрубками 6 и 7 раструбов 5 установлены трубки 9 или продольные ребра 18, приваренные к патрубку 6. Дно 10 нижней части 2 внутренней трубы снабжено отверстиями 11 для прохода воздуха. Каждая часть 2 внутренней трубы своим нижним патрубком 6 центрируется относительно верхнего патрубка 7 нижележащей части 2 через трубки 9 или ребра 18. При тепловом расширении патрубок 6 вместе с трубками 9 или ребрами 18 перемещается относительно неподвижного патрубка 7. Дно 10 нижней части 2 внутренней трубы центрируется направляющим штырем 12 и перемещается относительно него при тепловом расширении нижней части 2 внутренней трубы. Верхняя часть 2 внутренней трубы соединена с подводящим трубопроводом 3, а внешняя труба 1 соединена с отводящим трубопроводом 4. В процессе работы трубчатого рекуператора холодный воздух подается по трубопроводу 3 и проходит по внутренней трубе 2 и через отверстие 11 в дне 10 проходит в зазор 13 между трубами и уходит в трубопровод 4.
Движение потоков воздуха показано на чертеже стрелками. При движении воздуха по внутренней трубе часть воздуха проходит через щели 17 с трубками или ребрами 18 в зазоры 13 между трубами 1 и 2. В этих условиях в зазорах 13 происходит встреча направленных в противоположные стороны потоков воздуха. В результате происходит интенсивное перемешивание потоков воздуха, что приводит к интенсификации нагрева воздуха от стенок внешней трубы 1. В таблице приведены примеры конструкции трубчатого рекуператора с различными параметрами. Величина n равномерно увеличивается по высоте рекуператора на каждом уровне патрубка 6. В первом примере вследствие малых значений параметров l, c и n не обеспечивается необходимая интенсивность перемешивания воздуха и его нагрева. В пятом примере вследствие больших значений параметров l, c и n не обеспечивается необходимая интенсивность перемешивания воздуха и его нагрева. В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия встречных потоков воздуха в зазоре между трубами и их перемешивания не обеспечивается необходимая интенсивность нагрева воздуха. В оптимальных примерах 2 — 4 вследствие обеспечения необходимых параметров конструкции трубчатого рекуператора обеспечивается повышение интенсивности нагрева воздуха на выходе из рекуператора. Применение изобретения позволяет повысить производительность и эффективность нагрева воздуха на 15 — 20%, а также сократить габариты и вес рекуператора на 20 — 30.Формула изобретения
1. Трубчатый рекуператор, включающий две коаксиальные трубы с постоянным кольцевым зазором между ними по длине, из них внутренняя труба на нижнем торце снабжена дном с отверстием, а также подводящие и отводящие трубопроводы, отличающийся тем, что внутренняя труба трубчатого рекуператора по его длине выполнена из отдельных частей, которые укреплены при помощи продольных ребер на наружной трубе и отделены от соседних частей зазором, при этом нижний и верхний торцы каждой из частей внутренней трубы образуют раструбы, состоящие из концентрически расположенных патрубков, а ширина кольцевой щели между внешним патрубком и внешней трубой по высоте рекуператора переменна и увеличивается от минимального значения, равного 0,08 — 0,12 величины кольцевого зазора между трубами на нижней части внутренней трубы, до максимального значения, равного величине кольцевого зазора между трубами, на верхнем торце той же трубы, причем величина кольцевой щели между патрубками раструбов составляет 0,1 — 0,5 величины зазора между трубами.
2. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что длина каждой части внутренней трубы составляет 5 — 15 кольцевых зазоров между трубами. 3. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что в щелях между патрубками раструбов установлены трубки. 4. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что в щелях между патрубками раструбов установлены продольные ребра.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Чтобы загрузить дополнительную информацию, нажмите на ссылку ниже: Экзотермика — Трубчатый рекуператор тепла Просмотрите другие страницы продуктов экзотермики, переходя по ссылкам ниже: АЛЮМИНИЙ ТЕПЛООБМЕННИК ВОЗДУХ К ВОЗДУХУ ТЕПЛООБМЕННИК MINI-SS ТЕПЛООБМЕННИК ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ РЕКУПЕРАТОР ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ RHT (Рециркуляционные) НАГРЕВАТЕЛИ НЕПРЯМОГО ВОЗДУХА Информация на этой странице взята из
Сайт Eclipse / Exothermics. | ||||||||||||||||||||||
Дизайн создает бурный
движение горячего газа и процесса
воздушные потоки, что приводит к более эффективному
теплопередача и оптимальная рекуперация тепла.
Трубчатые рекуператоры тепла
Экзотермические трубчатые рекуператоры тепла (THR) — это блоки рекуперации тепла воздух-воздух, которые эффективно регенерируют тепло от каталитических инсинераторов, печей, термических окислителей и многих других высокотемпературных процессов и экологических приложений.
Экзотермические трубчатые рекуператоры тепла (THR) представляют собой блоки рекуперации тепла воздух-воздух, которые эффективно регенерируют тепло от каталитических инсинераторов, печей, термических окислителей и многих других высокотемпературных процессов и приложений для защиты окружающей среды.Но это только начало. Они также помогают снизить затраты на электроэнергию, легко и эффективно контролировать температуру технологического воздуха и быстро окупить вложенные средства.
Никакая другая компания не производит более эффективных трубчатых рекуператоров тепла, чем Exothermics. Наши блоки установлены на сотнях площадок по всему миру, и мы быстро становимся предпочтительным выбором для высокотемпературного оборудования для рекуперации тепла. Вот почему:
Наши трубчатые рекуператоры тепла приняты и одобрены во всем мире, потому что они просто работают лучше.Характеристики включают:
Разбивка пограничного слоя
Трубчатые рекуператоры тепла Exothermics имеют патентованную конструкцию трубчатого сердечника, в которой размещение трубок рекуперации тепла обеспечивает разрушение пограничных слоев воздуха внутри и вокруг труб. Конструкция создает турбулентное движение горячего газа и технологических воздушных потоков, что приводит к более эффективной передаче тепла и оптимальной рекуперации тепла.
Многопроходные конструкции
Доступны конструкции с поперечным потоком и с несколькими проходами.Многопроходные конструкции используются, когда приложение требует большей эффективности. Установки могут быть изготовлены так, чтобы несколько проходов происходили со стороны кожуха, где поток газа несколько раз проходит по трубам перед выходом из рекуператора. В других случаях может потребоваться конструкция с несколькими проходами труб.
Изоляция
Доступны различные варианты. Наши трубчатые рекуператоры тепла можно заказать без изоляции или с внешней изоляцией, когда требуется горячее фланцевое соединение.В случае холодных фланцевых соединений агрегат имеет внутреннюю изоляцию из керамического волокна.
Exothermics Inc., 5040 Enterprise Blvd., Toledo, OH 43612. Тел: 419-729-9726; Факс: 419-729-9705.
Трубки рекуператора для повышения тепловой эффективности — Sandvik Materials Technology
Трубки рекуператора из широкого диапазона материалов, устойчивых к высокотемпературной коррозии, подходящие для температур дымовых газов до 1300 ° C (2370 ° F).
Программа Sandvik охватывает материалы для большинства типов рекуператоров, используемых для рекуперации тепла, например, при обработке стали и металлов, производстве стекла и производстве технического углерода.
Материалы для повышения теплоотдачи
Программа Sandvik включает в себя несколько материалов, обеспечивающих более высокую рабочую температуру, повышенную рекуперацию тепла и более высокую эффективность. Примеры: Kanthal APMT и Sandvik 253 MA * .
Экономия топлива при различных температурах предварительного нагрева отходящих газов и воздуха
Материалы трубок рекуператора (другие марки могут быть предложены по запросу)
| Марка Sandvik (UNS) | Описание |
|---|---|
| Sandvik 253 MA * (UNS S30815) | Аустенитная нержавеющая сталь, легированная азотом и редкоземельными металлами. Подходит для большинства условий. |
| Sandvik 353 MA * (UNS S35315) | Аустенитная нержавеющая сталь, легированная азотом и редкоземельными металлами. Подходит для условий окисления, науглероживания и азотирования. |
| Sandvik 4C54 (UNS S44600) | Ферритная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома (26,5%), подходящая для условий сульфидирования. |
| Sanicro ® 31HT (UNS N08811 / N08810) | Аустенитная нержавеющая сталь с хорошей стойкостью к окислению.Подходит для условий окисления, азотирования и науглероживания. |
| Kanthal APM Kanthal APMT | Ферритная нержавеющая сталь железо-хром-алюминий (FeCrAl) с превосходными окислительными свойствами. Подходит для сульфидирования при самых высоких температурах. |
* 253 MA и 353 MA являются товарными знаками, принадлежащими Outokumpu OY
(PDF) Рекуператор под давлением для рекуперации тепла в промышленных высокотемпературных процессах
1852
4.Выводы
Анализ расчетов системы рекуперации энергии
показывает, что генерируемая электрическая мощность, el
,
, существенно зависит от температуры сжатого воздуха
, предварительно нагретого в рекуператоре, которая ограничена максимумом
допустимая температура стенок трубы, TR
трубы не загрязнены отложениями, электрическая мощность
, генерируемая при TR = 750oC, составляет около
до прибл.el
R = 850oC. Чтобы получить хорошие энергетические эффекты
с системой рекуперации энергии, оптимальный выбор
в экстремальных температурных условиях.
Повышенное термическое сопротивление отложений в пределах
температура сжатого воздуха, поступающего в турбину, а в
Для получения предполагаемых эффектов Применение системы рекуперации энергии
, необходима разработка эффективной системы очистки поверхностей труб
.
Для выхлопных газов, выходящих из печи, в диапазоне температур
от 850 ° C до 950 ° C температура стенки трубы
во всей системе рекуперации может достигать значений от 570 ° C от
до 860 ° C. Если при определении прочностных параметров материалов
,в отдельных модулях учесть такое большое разнообразие температур стенок
,, то затраты на систему рекуперации
,будут заметно снижены.
Способ подключения модулей в системе рекуперации
(рис.2) обеспечивает хорошее выравнивание конечной температуры и потери давления
для воздушных потоков M6 + M5 + M1 и M4 + M3 + M2
. С учетом давления воздуха на выходе из компрессора
потери составляют около 1,35% от его значения. В проанализированных расчетных случаях
температура воздуха, нагретого в системе рекуперации
без нагара в трубке, составляет Ta2 = 715oC —
776oC. Температура воздуха на выходе из модуля М1 всего
полезен для решений компенсации температурного удлинения трубопровода
.
Для получения возможных наилучших эффектов производства электроэнергии
необходимы математические расчеты
для выбора турбоагрегата с рабочими параметрами, которые
система рекуперации.
ССЫЛКИ
[1]
Рекуперация энергии в норвежской промышленности ферросплавов.
Тронхейм 165 — 177 (1995).
[2]
[3]
79, 3, 144-151
(2012).
[4]
[5]
[6] JP Holman, Heat Передача. Седьмое издание, McGraw-Hill,
, Лондон (1992).
[7]
(2007).
[8] Rd ed.,
Mc Graw-Hill, USA, (1984).
[9]
[10]
высокотемпературные трубчатые рекуператоры тепла. Gaswarme
International 44, 10, 487-492 (1995).
[11] №
Hutnik 2, 87–97 (1981).
[12]
typu — У. Хутник 4, 114-125 (1987).
[13]
Hutnik 1, 16-22 (2006).
[14]
№12,
506-514 (2006).
[15]
Рекуператоры.Gaswärme International 49, 4/5, 240-244
(2000).
[16]
в системе жидкий сплав — тугоплавкий материал — газовая фаза.
Архив металлургии и материалов 59, 1, 281-285 (2014).
[17]
№9, 4, 517-522 (2012).
[18]
Влияние параметров источника питания на поток металла
№
Металлы из автомобильных каталитических нейтрализаторов.
Архив
Металлургии и материалов 59, 2, 779-783 (2014).
[19]
№3, 102-107 (2006).
Поступила: 20 декабря 2014 г.
Эксплуатационная модель рекуператора с металлическими концентрическими трубами и противоточной схемой
Anderson G (1991) Преимущества рекуперации в печах прерывистого действия. В: Международная конференция по керамике — AUSTCERAM 90, Перт, 1990, Основные материалы инженерного дела. ICI Australia Ltd., Перт, стр. 53–55, 402–405
Anon (1991) Высокоэффективная рекуперация для печей с температурой 700–1100 ° C. Инт Дж. Стил Таймс 219 (6): 325
Google Scholar
Stehlik P, Wadekar V (2002) Различные стратегии улучшения промышленного теплообмена. Heat Transf Eng 23: 36–48
Google Scholar
Голдстик Р., Туманн А. (1986) Принципы утилизации тепла, 1-е изд. Fairmount Press, Атланта
Ховард М.Г., Вингфилд Г.Дж. (1987) Последние тенденции в металлических рекуператорах для использования в стекольной промышленности. Int J Glass Technol 28 (4): 165–168
Google Scholar
Ребуссен Y, Fourmigué JF, Marty P, Citti O (2005) Численный подход к исследованию регенераторов стекловаренной печи. Appl Therm Eng 25 (14–15): 2299–2320
Артикул Google Scholar
Хоттель Х.С., Сарофим А.Ф. (1967) Перенос излучения. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк
Google Scholar
Sistino AJ (1980) Сравнение использования Hottel Chart и зонного метода радиационной теплопередачи в излучающих котлах открытого цикла.Документ ASME 80-HT-44
Modest MF (1993) Радиационная теплопередача.
Макгроу-Хилл, Нью-Йорк
Google Scholar
Siegel R, Howell JR (2001) Теплопередача тепловым излучением, 4-е изд. Тейлор и Фрэнсис, Вашингтон
Google Scholar
Eckert ER, Diaguila AJ (1954) Конвективная теплопередача для смешанного, свободного и принудительного потока через трубы.Trans ASME 76: 497–504
Google Scholar
Kays WM, Crawford ME (1993) Конвективный тепломассоперенос, 3-е изд. McGraw-Hill, New York,
Gnielinski V (1976) Новые уравнения тепломассопереноса в турбулентных потоках в трубах и каналах. Int Chem Eng 16: 359–368
Google Scholar
Бхатти М.С., Шах Р.К. (1987) Конвективная теплопередача турбулентных и переходных потоков в воздуховодах.В: Kakaç S, Shah RK, Aung W (eds) Справочник по однофазной конвективной теплопередаче, глава 4. Wiley, New York
Churchill SW, Chu HHS (1975) Корреляционные уравнения для ламинарных и турбулентных без конвекция от вертикальной пластины. Int J Heat Mass Transf 18: 1323–1329
Статья Google Scholar
Eckert ERG, Drake RM Jr (1987) Анализ тепломассопереноса. Hemisphere Publishing Corporation, Вашингтон
Google Scholar
Culp WA (1996) Принципы преобразования энергии, 2-е изд. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк
Google Scholar
Seehausen JW (1987) Разработка и эксплуатация высокотемпературных металлических рекуператоров в стекловолоконной промышленности. Теплообмен — Питтусбург, серия симпозиумов Американский институт инженеров-химиков 83: 272–277
Рекуператоры для микрогазовых турбин: обзор
Автор
Перечислено:- Сяо, банда
- Ян, Тяньфэн
- Лю, Хуанлей
- Ni, Донг
- Феррари, Марио Луиджи
- Ли, Минчунь
- Ло, Чжунъян
- Cen, Кефа
- Ni, Минцзян
Abstract
Микрогазовые турбины являются многообещающей технологией для распределенной выработки электроэнергии из-за их компактных размеров, низкого уровня выбросов, низких эксплуатационных расходов, низкого уровня шума, высокой надежности и возможности использования различных видов топлива.
Рекуператоры предварительно нагревают сжатый воздух за счет рекуперации тепла из выхлопных газов турбин, тем самым снижая расход топлива и повышая эффективность системы, обычно с 16–20% до ∼30%. Рекуператор с высокой эффективностью и низкой потерей давления обязателен для хорошей работы. Эта работа направлена на обеспечение всестороннего понимания рекуператоров, охватывающих основные принципы (типы, выбор материалов и производство), рабочие характеристики (теплопередача и потеря давления), методы оптимизации, а также горячие точки исследований и предложения.Выявлено, что рекуператор первичной поверхности предшествует пластинчато-ребристым и трубчатым. Керамические рекуператоры превосходят металлические рекуператоры с точки зрения механических и коррозионных свойств при высоких температурах, и ожидается, что общий КПД достигнет 40%. Характеристики теплопередачи и перепада давления имеют решающее значение для проектирования желаемого рекуператора, и необходимы дополнительные экспериментальные исследования и моделирование для получения точных эмпирических корреляций 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 многоцелевые методы оптимизации заслуживают внимания. Кроме того, технологии 3D-печати и печатных схем теплообменников заслуживают дополнительных исследований по производству рекуператоров. Как правило, металлический экономичный рекуператор с первичной поверхностью с высокой эффективностью и низким перепадом давления в настоящее время является оптимальным вариантом для микрогазовой турбины с КПД ~ 30%, в то время как керамический рекуператор предлагается для высокоэффективной микрогазовой турбины ( е.грамм. 40%).
Рекомендуемое цитирование
DOI: 10.1016 / j.apenergy.2017.03.095
Скачать полный текст от издателя
Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать его другую версию.
Ссылки на IDEAS
- Куртбас, Ирфан и Дурмуш, Айдын, 2004 г. « Анализ эффективности и эксергии нового солнечного воздухонагревателя », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 29 (9), страницы 1489-1501.
- Цзяи, Хуанг и Чуаньвэнь, Цзян и Ронг, Сюй, 2008 г. « Обзор распределенных энергоресурсов и MicroGrid », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 12 (9), страницы 2472-2483, декабрь.
- Феррари, Марио Л.И Колдовство, Алессандро и Пашенти, Маттео и Массардо, Аристид Ф., 2011. «Динамические характеристики рекуператора : экспериментальное исследование с использованием испытательной установки микрогазовой турбины », Прикладная энергия, Elsevier, т. 88 (12), страницы 5090-5096.
- Пеперманс, Г. и Дризен, Дж., Хэзелдонкс, Д. и Бельманс, Р. и Д’Хаселер, В., 2005. « Распределенная генерация: определение, преимущества и проблемы », Энергетическая политика, Elsevier, vol. 33 (6), страницы 787-798, апрель.
- Гуо, Цзянфэн и Хуай, Сюлань, 2012 г.« Оптимизация конструкции рекуператора в системе химического теплового насоса на основе теории рассеяния энергии », Энергия, Elsevier, т. 41 (1), страницы 335-343.
- Чжоу, Го-Янь и Ву, Эн и Ту, Шан-Дун, 2014. « Оптимальный выбор компактных теплообменников с использованием неструктурного метода нечеткого решения ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 113 (C), страницы 1801-1809.
- Сайяди, Хосейн и Аминиан, Хамид Реза, 2010. « Дизайн и оптимизация трубчатого рекуперативного теплообменника не-TEMA типа, используемого в регенеративном газовом цикле », Энергия, Elsevier, т.35 (4), страницы 1647-1657.
- Ле Ру, W.G. и Белло-Охенде, Т. и Мейер, J.P., 2012. « Оптимальная производительность малогабаритного открытого и прямого солнечного теплового цикла Брайтона при различных условиях окружающей среды и ограничениях », Энергия, Elsevier, т. 46 (1), страницы 42-50.
- Аланн, Кари и Саари, Арто, 2006. « Распределенное производство энергии и устойчивое развитие ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 10 (6), страницы 539-558, декабрь.
- Азад, Абазар Вахдат и Амидпур, Маджид, 2011 г. « Экономическая оптимизация кожухотрубного теплообменника на основе теории конструкции », Энергия, Elsevier, т. 36 (2), страницы 1087-1096.
- Пандей, Шайв Дайал и Нема, В.К., 2011. « Экспериментальное исследование снижения потерь эксергии в гофрированном пластинчатом теплообменнике », Энергия, Elsevier, т. 36 (5), страницы 2997-3001.
Цитаты
Цитаты извлекаются проектом CitEc, подпишитесь на его RSS-канал для этого элемента.
Цитируется:
- Zhang, Chengyu & Gümmer, Volker, 2020. « Многоцелевая оптимизация и системная оценка рекуперативных турбовальных двигателей вертолетов », Энергия, Elsevier, т. 191 (С).
- Цай, Цзюнь и Хуай, Сюлань и Си, Вэньсюань, 2018. « Оптимальный подход к проектированию рекуператора первичной поверхности с эвольвентным кольцевым профилем и поперечно-волнистой первичной поверхностью в микротурбине и пример применения », Энергия, Elsevier, т.153 (C), страницы 80-89.
- Coppitters, Diederik & Contino, Francesco & El-Baz, Ahmed & Breuhaus, Peter & De Paepe, Ward, 2020. « Технико-экономическое обоснование распределенной когенерационной системы на солнечной энергии, производящей электроэнергию и дистиллятную воду: анализ чувствительности и эксергии », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 150 (C), страницы 1089-1097.
- Раджаби, Махса и Мехрпоя, Мехди и Хайбо, Чжао и Хуанг, Чжэнь, 2019. « Технология химического контура в системах ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии) и CCHP (комбинированное охлаждение, отопление и электроэнергия): критический обзор », Прикладная энергия, Elsevier, т.253 (C), страницы 1-1.
- Gavagnin, Giacomo & Rech, Sergio & Sánchez, David & Lazzaretto, Andrea, 2018. « Оптимальная конструкция и производительность микротурбины с солнечной антенной с использованием индивидуальных характеристик компонентов », Прикладная энергия, Elsevier, т. 231 (C), страницы 660-676.
- Сяочунь Чжао и Сянхуа Хуанг и Тяньцянь Ся, 2020. «Исследование по моделированию турбовинтового двигателя с микроприводом переменного шага на основе данных испытаний буровой установки », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.13 (7), страницы 1-12, апрель.
- Квон, Хён Мин и Мун, Сон Вон и Ким, Тон Соп и Кан, До Вон, 2020. « Повышение эффективности комбинированного цикла газовой турбины за счет одновременного повторного нагрева, рекуперации и промежуточного охлаждения охлаждающей жидкости », Энергия, Elsevier, т. 207 (С).
- Юнмин Чжан, Чжэ Янь, Ли Ли и Цзявэй Яо, 2018. « Гибридная система распределения электроэнергии в зданиях с учетом спроса и предложения: краткий обзор и практический пример », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.11 (11), страницы 1-19, ноябрь.
- Роберто Капата и Франческо Татти, 2020. « Проектирование, прототипирование, сборка и анализ затрат на гибридный автомобиль с газовой турбиной », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 13 (18), страницы 1-36, сентябрь.
- Чен, Цзиньли и Сяо, Банда и Феррари, Марио Луиджи и Ян, Тяньфэн и Ни, Минцзян и Цен, Кефа, 2020. « Динамическое моделирование солнечно-гибридной микротурбинной системы с экспериментальной проверкой основных частей », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol.154 (C), страницы 187-200.
- Донг, Пэнчэн и Тан, Хайлун и Чен, Мин и Цзоу, Чжэнпин, 2018. « Конструкция общих характеристик системы параллельного тепловыделения и сжатия гиперзвукового авиационного двигателя », Прикладная энергия, Elsevier, т. 220 (C), страницы 36-46.
Самые популярные товары
Это элементы, которые чаще всего цитируют те же работы, что и эта, и цитируются в тех же работах, что и эта.- Адиль, Али М. и Ко, Еканг, 2016 г.« Социально-техническая эволюция децентрализованных энергетических систем: критический обзор и последствия для городского планирования и политики », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 57 (C), страницы 1025-1037.
- Франческо Пасимени, 2017. « Принятие и распространение микросетей в Италии. Анализ региональных факторов с использованием агентного моделирования », Серия рабочих документов SPRU 2017-09, SPRU — Отдел исследований научной политики, Бизнес-школа Университета Сассекса.
- Малликарджун, Срикант и Льюис, Герберт Ф., 2014. « Распределение энергетических технологий для распределенных энергоресурсов: стратегическая основа технологической политики », Энергия, Elsevier, т. 72 (C), страницы 783-799.
- Янин, Франко Ф. и Саума, Энцо Э., 2013. « Обзор сетевых микрогенерирующих систем без накопления энергии: На пути к новому подходу к устойчивым гибридным энергетическим системам, связанным с энергоэффективностью », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 26 (C), страницы 60-95.
- Funcke, Simon & Bauknecht, Dierk, 2016.« Типология централизованных и децентрализованных концепций электроэнергетической инфраструктуры », Политика в области коммунальных услуг, Elsevier, vol. 40 (C), страницы 67-74.
- Бларк, Мортен Б., 2012. « На пути к энергосистеме, не допускающей перебоев: сравнение электрических котлов и тепловых насосов в распределенной когенерации ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 91 (1), страницы 349-365.
- Игуаль, Р. и Медрано, К., 2020. « Исследовательские задачи по классификации нарушений качества электроэнергии в реальном времени, применимые к микросетям: систематический обзор », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.132 (С).
- Тан, Вен-Шань и Хассан, Мохаммад Юсри и Маджид, Мд Шах и Абдул Рахман, Хасим, 2013. « Оптимальное планирование распределенной возобновляемой генерации: обзор различных подходов », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 18 (C), страницы 626-645.
- Басу, Ашок Кумар и Чоудхури, С.П. и Чоудхури, С. и Пол, С., 2011. « Microgrids: Управление энергопотреблением путем стратегического развертывания DER — всесторонний обзор », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.15 (9), страницы 4348-4356.
- Ньюбери, Дэвид и Поллитт, Майкл Г. и Ритц, Роберт А. и Стрелковски, Вадим, 2018.
« Дизайн рынка для европейской электроэнергетической системы с высоким уровнем возобновляемых источников энергии »,
Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 91 (C), страницы 695-707.
- Ньюбери, Д. и Поллитт, М., Ритц, Р. и Стрелковски, В., 2017. « Дизайн рынка для европейской электроэнергетической системы с высоким уровнем возобновляемых источников энергии », Кембриджские рабочие документы по экономике 1726 г., экономический факультет Кембриджского университета.
- Дэвид Ньюбери и Майкл Поллитт, Роберт Ритц и Вадим Стрилковски, 2017. « Дизайн рынка для европейской электроэнергетической системы с высоким уровнем возобновляемых источников энергии », Рабочие бумаги EPRG 1711, Группа исследований энергетической политики, Кембриджская школа бизнеса Джадж, Кембриджский университет.
- Кольменар-Сантос, Антонио и Рейно-Рио, Сиприано и Борге-Диес, Давид и Колладо-Фернандес, Эдуардо, 2016. « Распределенное поколение: обзор факторов, которые могут внести наибольший вклад в реализацию сценария DG-блоков, встроенных в новые распределительные сети », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.59 (C), страницы 1130-1148.
- Воутерс, Кармен и Фрага, Эрик С. и Джеймс, Адриан М., 2015. « Энергетический интегрированный подход с несколькими микросетями, MILP (смешанное целочисленное линейное программирование) для планирования распределенных энергетических систем в жилых домах — тематическое исследование из Южной Австралии », Энергия, Elsevier, т. 85 (C), страницы 30-44.
- Манфрен, Массимилиано и Капуто, Паола и Коста, Гайя, 2011. « Смена парадигмы в городских энергетических системах посредством распределенной генерации: методы и модели », Прикладная энергия, Elsevier, т.88 (4), страницы 1032-1048, апрель.
- Sijm, Jos & Lehmann, Paul & Chewpreecha, Unnada & Gawel, Erik & Mercure, Jean-Francois & Pollitt, Hector & Strunz, Sebastian, 2014. « Политика ЕС в области климата и энергетики после 2020 года: являются ли дополнительные цели и инструменты для возобновляемых источников энергии экономически целесообразными? », Документы для обсуждения UFZ 3/2014, Центр исследований окружающей среды им. Гельмгольца (UFZ), Отдел социальных наук (ÖKUS).
- Ho, W.S. И Хашим, Х.И Лим, Дж. С., 2014. « Интегрированная концепция города, работающего на биомассе и солнечной энергии, для умной экодеревни в Искандар, Малайзия (IM) », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 69 (C), страницы 190-201.
- Канка, Давид и Аркос-Варгас, Анхель и Нуньес, Фернандо, 2018. « Снижение риска отключения электроэнергии за счет использования газовых турбин среднего размера », Энергия, Elsevier, т. 148 (C), страницы 32-48.
- Сен Го и Хуэру Чжао, Хаоран Чжао, 2017. « Самый экономичный режим электроснабжения для удаленных и менее развитых районов Китая: расширение энергосистемы или микросети? », Устойчивое развитие, MDPI, Open Access Journal, vol.9 (6), страницы 1-18, май.
- Могхаддам, Амджад Анвари и Сейфи, Алиреза и Никнам, Тахер, 2012. « Многофункциональное управление типичной микросетью с использованием оптимизации роя частиц: сравнительное исследование », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 16 (2), страницы 1268-1281.
- Олива Х., Себастьян, 2017. « Энергоэффективность жилых домов и распределенная генерация — естественные партнеры или конкуренция? ,» Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.76 (C), страницы 932-940.
- Funcke, S. & Ruppert-Winkel, C., 2020. « Сюжетные линии (де) централизации: Изучение параметров инфраструктуры в немецкой электроэнергетической системе », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 121 (С).
Исправления
Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc: eee: appene: v: 197: y: 2017: i: c: p: 83-99 .См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.
По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: (Nithya Sathishkumar). Общие контактные данные поставщика: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .
Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь.Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом. Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которых мы не уверены.
Если CitEc распознал ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .
Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого элемента ссылки. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле службы авторов RePEc, поскольку там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.
Обратите внимание, что исправления могут занять пару недель, чтобы отфильтровать различные сервисы RePEc.
У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время
У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время Логотип Public.Resource.Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения», а в нижней — «Общественность».Resource.Org «На внешней стороне красной круглой марки находится круглая серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.Public.Resource.Org
Хилдсбург, Калифорния, 95448
США
Этот документ в настоящее время недоступен для вас!
Уважаемый соотечественник:
В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.
Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законах.Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:
Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]
Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.
Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов.
