Эффективные рекуператоры тепла
Проблемы повышения экономической эффективности технологических процессов, а также их экологической безопасности напрямую связаны с энергосбережением и уменьшением тепловых потерь. Рекуператоры тепла – это устройства, способствующие рациональному использованию тепловой энергии и максимальной эффективности энергетических затрат.
Проблемы энергосбережения и тепловых потерь
Неэффективность и недолговечность используемых в производстве устаревших теплообменников и утилизаторов тепла приводит к огромным потерям энергии, а также загрязнению окружающей среды химически агрессивными веществами, содержащимися в отработанных газах. Больше всего это касается предприятий, применяющих высокотемпературные технологии (более 1000°С).
В большинстве стран сегодня государственным приоритетом является энергосбережение. Это связано с тем, что тепловая энергия, вырабатываемая на предприятиях, либо используется недостаточно, либо полностью уходит «на ветер». Особенно это относится к нагретым газам, выбрасываемым в атмосферу. Колоссальный экологический и экономический ущерб, наносимый данной проблемой, приобрел общемировое значение.
Разновидности теплообменных устройств
По принципу действия оборудование, обеспечивающее теплообмен, делят на три категории:
• Регенеративные теплообменники. Принцип действия заключается в поочередном контакте нагреваемой субстанции и теплоносителя с теплообменной плоскостью. Это сложные, высокотехнологичные, массивные и крупногабаритные конструкции, эффективно используемые в высокотемпературных процессах с большими объемами газов и жидкостей.
• Теплообменные смесители. Нагрев происходит за счет прямого контакта теплоносителя с нагреваемой субстанцией путем их перемешивания. Устройства не получили широкого распространения.
• Рекуператоры тепла. Нагреваемая среда и отработанные газы разделены поверхностью, через которую и происходит непрерывный теплообмен. Эта поверхность может быть плоской, либо представлять собой трубу.
Каждая из разновидностей теплообменных аппаратов имеет свои плюсы и минусы для применения в различных сферах. Однако тепловые рекуператоры считаются наиболее перспективным направлением в энергосберегающих технологиях.
Преимущества и недостатки современных рекуператоров
Рекуператоры тепла наиболее эффективны для осуществления теплообмена между газовыми средами.
В качестве примера можно привести рекуперацию в системе обогрева и вентиляции здания. Рекуператор устанавливается на пути отходящих газов, которые нагревают холодный воздух, входящий в помещение. Тепло передается через смежные поверхности воздуховодов.
При этом на обогрев здания потребуется на 40% меньше энергии, а получаемого тепла станет на 15% больше! Это более чем значительная экономия!
Но есть у современных рекуперативных систем и конструктивные недостатки, накладывающие ограничения на их применение. Приведем некоторые из них:
• Большие габариты и вес.
• Необходимость значительных затрат на установку при низкой окупаемости.
• Низкая ремонтопригодность.
• Подверженность термическим разрушениям.
• Плохие аэродинамические свойства.
• Накопление внутри шлаков и продуктов горения.
Основная масса перечисленных недостатков обусловлена необходимостью использования теплообменных плоскостей большой площади для обеспечения достаточной энергоэффективности.
Способы повышения эффективности рекуператоров
Оптимизировать процесс рекуперации, повысив его эффективность, можно за счет более интенсивного обмена теплом, путем конструктивной трансформации теплообменных поверхностей с увеличением их площади.
Для этого можно использовать теплообменники круглого сечения в виде труб спиральной формы с внешним оребрением. Но этот способ оптимизации рекуперации не избавляет от таких недостатков, как необходимость значительных капитальных затрат на производство рекуперативного оборудования, его большой массы и габаритных размеров. Спиральные трубчатые рекуператоры с оребрением применимы при достаточно высоких температурах газов.
Другой способ повышения эффективности рекуперации – использование пластинчатых конструкций теплообменников. Пластины выполняют из алюминиевых сплавов, не применимых при высоких температурах, что ограничивает использование подобных рекуператорных систем в сфере высокотемпературных процессов.
Теплопередающая поверхность по площади так же увеличивается в пластинчатых рекуператорах за счет малых промежутков между алюминиевыми пластинами. Это является причиной ухудшения аэродинамических свойств и большого сопротивления движению газов внутри системы.
Где приобрести системы рекуперации
Современные, надежные, эффективные и высокотехнологичные рекуператоры тепла предлагает вам завод «УралХимЭнергоСтрой» в Екатеринбурге. Предприятие гарантирует выгодные цены от производителя, высокое качество, быстрое изготовление и доставку необходимых вам систем теплообмена и энергосбережения. Компания предоставляет большой выбор оборудования, а также возможность разработки и изготовления продукции под заказ.