Lämmöntalteenottojärjestelmä ilmakompressoriyksikölle

Ilmakompressoriyksiköt tuottavat käytön aikana suuren määrän hukkalämpöä, ja lämmön talteenottojärjestelmän päätarkoitus on kierrättää tämä hukkalämpö. Tämä ei ainoastaan ​​paranna energian käyttöastetta ja alentaa yrityksen energiakustannuksia, vaan myös vähentää lämpösaastetta ympäristölle.

Lämmöntalteenottojärjestelmään kuuluu pääasiassa lämmönvaihdin (kuten ripaputkilämmönvaihdin), liitäntäputket, venttiilit, lämpötila-anturit, säätimet ja muut komponentit. Niistä lämmönvaihdin on ydinkomponentti, jota käytetään lämmönsiirtoon.

Ripaputkilämmönvaihdin
Rakenteelliset ominaisuudet
Ripaosa: Ripaputkilämmönvaihtimen avain on ripojen suunnittelussa. Rivat ovat yleensä ohuita metallilevyjä (esim. alumiini, kupari jne.), jotka on kierretty tai hitsattu tiukasti pohjaputken (yleensä teräsputken) ulkopintaan. Ripoja on eri muotoisia, kuten litteät evät, aallotetut evät ja neulaevät. Esimerkiksi litteät evät ovat rakenteeltaan yksinkertaisia ​​ja helppoja valmistaa; aallotetut rivat voivat lisätä nesteen häiriöitä ja parantaa lämmönsiirtotehokkuutta.
Pohjaputken osa: Pohjaputki on sisäisen nesteen kanava ja sen materiaali tulee valita käyttönesteen luonteen (esim. lämpötila, paine, syövyttävyys jne.) mukaan. Teräsputki on yleisimmin käytetty materiaali, sillä on korkea lujuus ja hyvä paineenkestävyys. Pohjaputken halkaisija ja seinämän paksuus vaikuttavat myös lämmönvaihtimen lämmönsiirtokykyyn ja paineenkestoon.

Toimintaperiaate
Kun kuuma neste (kuten korkean lämpötilan öljy tai korkean lämpötilan kaasu ilmakompressoriyksiköstä) kulkee lamelliputkilämmönvaihtimen toisen puolen (yleensä putken sisäpuolen) läpi, lämpö johdetaan putken seinämän läpi ripoihin. . Koska evien pinta-ala on suuri, ne pystyvät nopeasti siirtämään lämpöä kylmään nesteeseen (esim. vesi, ilma jne.) toisella puolella. Kylmä neste imee itseensä lämpöä ja nostaa lämpötilaa, mikä mahdollistaa lämmön talteenoton. Esimerkiksi tyypillisessä ilmakompressoriyksikön lämmöntalteenottojärjestelmässä korkean lämpötilan paineilma kulkee ripaputkien läpi ja kylmä vesi virtaa ripaputkien ulkopuolelle. Lämmönvaihdon myötä kylmän veden lämpötila nousee ja sitä voidaan käyttää muihin tarkoituksiin, kuten prosessilämmitykseen tai lämpimään käyttöveteen.

Lämmönvaihdon tehokkuuteen vaikuttavat tekijät
Eväparametrit: Evävälit, korkeus, paksuus ja muut parametrit vaikuttavat merkittävästi lämmönsiirtotehokkuuteen. Pienempi eväväli voi lisätä lämmönsiirtoaluetta tilavuusyksikköä kohti, mutta se voi myös johtaa lisääntyneeseen nesteen vastustukseen. Sopiva evän korkeus voi varmistaa riittävän lämmönsiirtoalueen välttäen samalla liiallisia vastushäviöitä. Esimerkiksi suunniteltaessa ilmakompressoriyksikön lämmön talteenottoa varten olevaa lamelli- ja putkilämmönvaihdinta, jos evien etäisyys on liian pieni ja ilman virtaus ripojen välillä estyy, kokonaislämmönsiirtotehokkuus voi laskea johtuen ilman virtausnopeuden väheneminen, vaikka lämmönsiirtopinta-ala kasvaa.
Nesteen virtausnopeus: Kylmien ja kuumien nesteiden virtausnopeus on myös keskeinen tekijä. Suurempi virtausnopeus voi parantaa nesteen konvektiivista lämmönsiirtoa, mutta se lisää myös nesteen vastusta ja energiankulutusta. Ilmakompressoriyksikön lämmöntalteenottojärjestelmän ripaputkilämmönvaihtimelle nesteen virtausnopeus on optimoitava todellisen tilanteen mukaan (esim. lämpökuorma, nesteen ominaisuudet jne.). Esimerkiksi käytettäessä vettä kylmänä nesteenä lämmön talteenottoon, veden virtausnopeuden sopiva lisääminen voi nopeuttaa lämmön imeytymistä, mutta liian suuri virtausnopeus johtaa pumpun energiankulutuksen kasvuun ja painehäviön lisääntymiseen putkistoissa. järjestelmä.
Materiaalin lämmönjohtavuus: Rivien ja pohjaputken lämmönjohtavuus vaikuttaa suoraan lämmönsiirron tehokkuuteen. Korkean lämmönjohtavuuden omaavat materiaalit (esim. kupari) voivat johtaa lämpöä nopeammin kuuman nesteen puolelta kylmän nesteen puolelle. Käytännössä on kuitenkin otettava huomioon myös materiaalin hinta ja korroosionkestävyys. Esimerkiksi vaikka kuparilla on korkeampi lämmönjohtavuus kuin teräksellä, teräksen alhaisemmat kustannukset ja sen kyky täyttää lämmönsiirtovaatimukset tietyissä ei-syövyttävissä ympäristöissä on johtanut teräsputken pohjaputkien ja alumiiniripojen yhdistelmän käyttöön joissakin tapauksissa. kompressoriyksikön lämmöntalteenottojärjestelmät.

Sovelluksen edut
Erittäin tehokas lämmönsiirto: Tavalliseen valoputkilämmönvaihtimeen verrattuna ripaputkilämmönvaihdin voi ottaa talteen ilmakompressoriyksiköiden tuottaman hukkalämmön tehokkaammin ripojen lisäyksen ansiosta, mikä lisää huomattavasti lämmönsiirtoaluetta. Esimerkiksi samoissa nestevirtaus- ja lämpötilaeroolosuhteissa ripaputkilämmönvaihtimen lämmönvaihtokyky voi olla useita kertoja valoputkilämmönvaihtimeen verrattuna.
Kompakti rakenne: Ripaputkilämmönvaihtimen rakenne on suhteellisen kompakti, mikä mahdollistaa suuren lämmönsiirtokapasiteetin rajoitetussa tilassa. Tämä on erittäin suotuisa paikoissa, joissa on rajoitetusti tilaa, kuten ilmakompressorihuoneet, ja se voidaan helposti asentaa laitteen viereen lämpöhäviön vähentämiseksi.
Vahva sopeutumiskyky: se voidaan mukauttaa erilaisten nesteiden lämmönvaihtoon, olivatpa ne kaasumaisia ​​tai nestemäisiä kuumia ja kylmiä nesteitä, voidaan vaihtaa ripaputkilämmönvaihtimessa järkevällä lämmönvaihdon suunnittelulla. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi lämmönvaihtoon paineilman ja veden välillä sekä korkean lämpötilan öljyn ja ilman välillä.