Sistema de recuperació de calor per a la unitat de compressor d'aire
Les unitats de compressor d'aire produeixen una gran quantitat de calor residual durant el funcionament, i l'objectiu principal del sistema de recuperació de calor és reciclar aquesta calor residual. Això no només millora la taxa d'utilització d'energia i redueix el cost energètic de l'empresa, sinó que també redueix la contaminació tèrmica del medi ambient.
El sistema de recuperació de calor inclou principalment un intercanviador de calor (com ara un intercanviador de calor de tubs aletes), canonades de connexió, vàlvules, sensors de temperatura, controladors i altres components. Entre ells, l'intercanviador de calor és el component central, que s'utilitza per aconseguir la transferència de calor.
Bescanviador de calor de tubs aletes
Característiques estructurals
Secció d'aletes: la clau de l'intercanviador de calor de tubs aletes rau en el disseny de les aletes. Les aletes solen ser làmines metàl·liques fines (per exemple, alumini, coure, etc.) que estan ben enrotllades o soldades a la superfície exterior del tub base (generalment tub d'acer). Hi ha diverses formes d'aletes, com ara aletes planes, aletes corrugades i aletes de pin. Per exemple, les aletes planes són d'estructura senzilla i fàcils de fabricar; Les aletes corrugades poden augmentar la pertorbació del fluid i millorar l'eficiència de la transferència de calor.
Secció del tub base: el tub base és el canal per al fluid intern i el seu material s'ha de seleccionar segons la naturalesa del fluid de treball (per exemple, temperatura, pressió, corrosivitat, etc.). La canonada d'acer és el material més utilitzat, té una alta resistència i una bona resistència a la pressió. El diàmetre i el gruix de la paret del tub base també afecten el rendiment de la transferència de calor i la resistència a la pressió de l'intercanviador de calor.
Principi de funcionament
Quan un fluid calent (com ara oli d'alta temperatura o gas d'alta temperatura d'una unitat de compressor d'aire) passa per un costat de l'intercanviador de calor del tub amb aletes (normalment l'interior del tub), la calor es condueix a través de la paret del tub fins a les aletes. . Com que les aletes tenen una gran superfície, són capaços de transferir ràpidament la calor al fluid fred (per exemple, aigua, aire, etc.) de l'altre costat. El fluid fred absorbeix la calor i augmenta la temperatura, permetent així la recuperació de la calor. Per exemple, en un sistema típic de recuperació de calor per a una unitat de compressor d'aire, l'aire comprimit d'alta temperatura passa pels tubs amb aletes i l'aigua freda flueix fora dels tubs amb aletes. Mitjançant l'intercanvi de calor, la temperatura de l'aigua freda augmenta, i es pot utilitzar per a altres finalitats com la calefacció de procés o l'aigua calenta sanitària.
Factors que afecten l'eficiència de l'intercanvi de calor
Paràmetres de les aletes: l'espaiat de les aletes, l'alçada, el gruix i altres paràmetres tenen un impacte significatiu en l'eficiència de la transferència de calor. Un espai d'aleta més petit pot augmentar l'àrea de transferència de calor per unitat de volum, però també pot augmentar la resistència del fluid. Una alçada d'aleta adequada pot garantir una àrea de transferència de calor suficient evitant pèrdues de resistència excessives. Per exemple, quan es dissenya un intercanviador de calor d'aletes i tubs per a la recuperació de calor en una unitat de compressor d'aire, si l'espai entre les aletes és massa petit i s'impedeix el flux d'aire entre les aletes, l'eficiència global de la transferència de calor pot disminuir a causa d'un reducció del cabal d'aire, tot i que augmenta l'àrea de transferència de calor.
Flux de fluids: El cabal de fluids freds i calents també és un factor clau. Un cabal més alt pot millorar la transferència de calor convectiva del fluid, però també augmentarà la resistència del fluid i el consum d'energia. Per a l'intercanviador de calor de tubs aletes del sistema de recuperació de calor d'una unitat de compressor d'aire, el cabal de fluid s'ha d'optimitzar segons la situació real (per exemple, càrrega de calor, propietats del fluid, etc.). Per exemple, quan s'utilitza aigua com a fluid fred per a la recuperació de calor, augmentar adequadament el cabal d'aigua pot accelerar l'absorció de calor, però un cabal massa elevat comportarà un augment del consum d'energia de la bomba i una major pèrdua de pressió a la canonada. sistema.
Conductivitat tèrmica del material: la conductivitat tèrmica de les aletes i el tub base afecta directament l'eficiència de la transferència de calor. Els materials amb alta conductivitat tèrmica (per exemple, el coure) poden conduir la calor del costat del fluid calent al costat del fluid fred més ràpidament. Tanmateix, a la pràctica, també cal tenir en compte el cost i la resistència a la corrosió del material. Per exemple, tot i que el coure té una conductivitat tèrmica més alta que l'acer, el menor cost de l'acer i la seva capacitat per complir els requisits de transferència de calor en determinats entorns no corrosius ha portat a l'ús d'una combinació de tubs de base de tubs d'acer i aletes d'alumini en alguns sistemes de recuperació de calor de la unitat de compressor.
Avantatges de l'aplicació
Transferència de calor altament eficient: en comparació amb l'intercanviador de calor de tub de llum normal, l'intercanviador de calor de tub amb aletes pot recuperar la calor residual generada per les unitats de compressor d'aire de manera més eficient gràcies a l'addició d'aletes, la qual cosa augmenta considerablement l'àrea de transferència de calor. Per exemple, en les mateixes condicions de flux de fluid i diferència de temperatura, la capacitat d'intercanvi de calor de l'intercanviador de calor de tubs aletes pot ser diverses vegades la de l'intercanviador de calor de tubs lleugers.
Estructura compacta: l'intercanviador de calor de tubs aletes té una estructura relativament compacta, que permet una gran capacitat de transferència de calor en un espai limitat. Això és molt favorable per a llocs amb espai limitat, com ara sales de compressors d'aire, i es pot instal·lar fàcilment al costat de l'equip per reduir la pèrdua de calor.
Forta adaptabilitat: es pot adaptar a l'intercanvi de calor d'una varietat de fluids, ja siguin fluids gasosos o líquids calents i freds, es pot intercanviar a l'intercanviador de calor de tub amb aletes mitjançant un disseny raonable d'intercanvi de calor. Per exemple, es pot utilitzar per a l'intercanvi de calor entre l'aire comprimit i l'aigua, així com entre l'oli i l'aire d'alta temperatura.
