Регенеративные теплообменники

Для повышения эффективности теплотехнических систем, работающих в широком диапазоне температур, используются регенеративные теплообменники. Аккумуляция теплоты происходит в слое насадки. Слой насадки периодически омывается потоками горячего и холодного теплоносителя. Переключение регенераторов производится автоматическими клапанами.

Каждый цикл состоит из двух периодов: разогрева насадки
и ее охлаждения (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Регенератор с неподвижной насадкой

Регенерирующиеся вращающиеся подогреватели (рис. 2.16) применяются для подогрева воздуха дымовыми газами из котлов . Преимущество этих подогревателей – процесс непрерывный (постоянная температура нагретого воздуха), недостаток – расход энергии
на вращение.

Регенератор с падающей насадкой работает в непрерывном режиме (рис. 2.17).

Во всех регенеративных аппаратах возможно использование специальных гранул. При нагревании покрытия ядро гранулы начинает плавиться. Гранула имеет дополнительное тепло, равное скрытой теплоте плавления материала ядра. При охлаждении гранул все тепло отдается, происходит затвердевание ядра.

Смесительные теплообменники

В смесительных теплообменниках (СТО) передача тепла от одного теплоносителя к другому происходит при их непосредственном соприкосновении или смешении, следовательно, термическое сопротивление стенки (разделяющей теплоносители) отсутствует. Наиболее часто СТО применяют для конденсации паров, нагревания и охлаждения воды и паров. По принципу устройства СТО подразделяют на барботажные, полочные, насадочные и полые (с разбрызгиванием жидкости) (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Схемы СТО: а) барботажный смесительный теплообменник для нагрева воды;

б) насадочный теплообменник-конденсатор; в) полочный барометрический конденсатор; г) полый скруббер

Методика расчета теплообменника

Под расчетом понимают определение основных размеров аппарата
и характеристик процесса.

Расчет теплообмена производится в следующей последовательности:

- выбор конструкции ТО;

- тепловой расчет ТО;

- гидравлический расчет ТО;

- технико-экономический расчет ТО;

- анализ полученных результатов и выбор оптимального варианта.

Выбор конструкции ТО производят на основе технического задания
на проектирование, которое включает расход, начальную и конечную температуры, давление теплоносителей, возможные ограничения по потерям давления в ТО.