CZ283843B6 - Způsob pro rekuperační výměnu tepla - Google Patents

Abstract

Vynález.se týká pro dosažení optimální výměny energie pro rekuperační tepelnou výměnu mezi spalovacím vzduchem a v chladicím zařízení předchlazenými spalinami. Tím, že se vlhkost v uvedených spalinách podrobí kondenzaci na topných přenášecích površích, bude přenesena na vzduchovou stranu, kde je odpařena. To vede k několika výhodám, např. ke zvýšení energetické výměně Podle vynálezu je možno jednoduchým způsobem dosáhnout dalšího zvětšení energetické výměny tím, že se zajistí, že topné přenášecí povrchy spalinové strany jsou dostatečně zvlhčovány na spalinové straně, např. necháme-li kondenzovanou vodu u předchladícího zařízení (15) kapat nebo téci dolů na topné přenášecí povrchy, tak, že tyto povrchy zůstanou vlhké v průběhu celého průchodu skrz spalovací vzduchovou stranu (10). ŕ

Description

Oblast vynálezu

Předložený vynález se týká způsobu pro dosažení optimální výměny energie pro rekuperační tepelnou výměnu mezi spalovacím vzduchem a spalinami, předchlazenými v chladicím zařízení.

Dosavadní stav techniky

Jsou-li spaliny, obsahující vodní páru, ochlazovány na teploty pod jejich rosným bodem, může být vodní pára kondenzována a kondenzační teplo může být rekuperováno. Další snížení teploty je možné rekuperační výměnou tepla mezi spalovacím vzduchem a předchlazenými vlhkými spalinami, dále je vodní pára kondenzována na kouřové straně a opět odpařována na spalovací vzduchové straně. Protože spalovací vzduch je zároveň s ohříváním zvlhčován, může být podstatná část energie předána ze spalin na spalovací vzduch. Objem předatelné energie je však limitován díky kondenzaci kouřové strany, dosažené v průběhu rekuperační tepelné výměny, což neodpovídá dostatečně schopnosti odpařování strany spalovacího vzduchu.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je jednoduchou cestou dosáhnout optimální energetické výměny pro způsob, který byl zmíněn na začátku.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen způsobem činnosti výměníku tepla pro dosažení optimální energetické výměny pro výměnu tepla v jednotce rekuperační výměny tepla mezi spalovacím vzduchem a předchlazenými vlhkými spalinami, které byly předchlazeny v chladicím zařízení, přičemž jednotka rekuperační výměny tepla má spalinovou stranu, vzduchovou stranu a teplo přenášející části regeneračního výměníku tepla, které jsou otáčeny od spalinové strany k a skrz vzduchovou stranu a potom vraceny na spalinovou stranu, přičemž podle vynálezu povrchy teplo přenášejících částí a ostřikují vodou na spalinové straně tak, že se na površích teplo přenášejících částí vytváří vodní film v takovém rozsahu, že povrchy teplo přenášejících částí jsou dostatečně vlhké, takže v průběhu jejich celého pobytu na vzduchové straně, zatímco jsou otáčeny skrz vzduchovou stranu, jsou teplo přenášející části v podstatě ze 100 % pokryty vodou. Bez této vody, která je přidávána, se částicové povrchy, procházející vzduchovou stranou, vysušují. Obsah tohoto procesu v porovnání se způsobem podle vynálezu je zřejmý z popisu příkladu, který následuje a podle kterého je způsobem podle vynálezu dosaženo zvýšení energie ve spalovacím vzduchu o 12,6 procent.

Výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že voda kondenzuje v chladicím zařízení, když vlhké spaliny jsou předem chlazeny v chladicím zařízení; chladicí zařízení je umístěno nad spalinovou stranou jednotky rekuperačního výměníku tepla, přičemž spaliny prochází od chladicího zařízení do jednotky rekuperačního výměníku tepla, a voda, která zkondenzovala v uvedeném chladicím zařízení, padá dolů na teplo přenášející části.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že zkondenzovaná voda teče dolů na teplo přenášející části.

Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že zkondenzovaná voda kape dolů na teplo přenášející části.

- I CZ 283843 B6

Přednostně má voda, která je stříkána na povrchy teplo přenášejících částí, teplotu v podstatě stejnou, jako je teplota spalin na vstupu vstupního kanálu do chladicího zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobně vysvětlen ve spojení s připojenými výkresy, které schematicky znázorňují příklad výměníku tepla se zařízeními, znázorňujícími způsob podle vynálezu, kde obr. 1 ukazuje podélný řez podél roviny I-I z obrázku 2, a obr. 2 příčný řez podél roviny II—II z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Na výkresech je znázorněn rotační rekuperační výměník tepla, který je již známý ze stavu techniky a který obsahuje rotor 1, otočně podepřený v pouzdru 2 s odpovídajícími vstupními kanály 3, 4 pro plyny a vzduch a odpovídajícími výstupními kanály 5, 6, stejně jako s odpovídající horní a spodní sekční deskou 7, 8, které rozdělují předehřívač vzduchu na odpovídající plynovou stranu 9 a vzduchovou stranu 10, uzavírající každá 165 stupňů celkového obvodu.

Rotor 1 je opatřen radiálními stěnami 11, rozdělujícími rotor 1 na množství sekcí 12, ve kterých jsou umístěny části 13 výměníku tepla. Ty jsou vzduchově propustné ve směru proudu vzduchu a plynu a sestávají z korozivzdomého materiálu.

V plynovém vstupním kanálu 3 je umístěno chladicí zařízení 15, které je spojeno např. se zpětnou vodní trubkou pro místní ohřev a ochlazuje spaliny na teplotu pod jejich vodním rosným bodem. Voda je tedy kondenzována a teče přímo nebo prostřednictvím svodu dolů na části 13 výměníku tepla rotoru 1, jejichž povrchy vytváří kondenzaci, vznikající přímo na površích částí 13, a jsou rovněž ostřikovány přídavnou vodou před tím, než prochází pod horní sekční desku 7 a vstupují do vzduchové strany 10, kde se voda začíná znovu vypařovat. Podle vynálezu je voda ostřikující části 13 s kondenzující vodou tak bohatá, že části 13 po tom, co projdou vzduchovou stranou 10, jsou stále vlhké. V případě, že by kondenzace a vodní ostřikování bylo nedostatečné pro takovou činnost, musí být možno přivést přídavnou vodu, která může být získána z vodního vedení 16, vybaveného ventilem, a/nebo zpětným vedením 18, vybaveným čerpadlem 17 ze sběracího svodu 19 přebytečné vody ve spodní sekční desce 8, se zpětným vedením 18 spojeným s ostřikovacím otvorem 20 v plynovém vstupním kanálu 3.

Pomocí této optimální kondenzace a zvlhčování na spalinové straně a opětného vypařování na vzduchové straně může být předáno přednostně podstatně více energie z protékajících spalin spalovacího vzduchu, než bylo získáno dříve.

Pro ilustraci účinku způsobu podle vynálezu je zde níže popsán takový způsob s a bez přidání vody do částí 13 výměníku tepla.

U zařízení, znázorněného na obrázku 1, je spalinová strana zásobována 101 374 Nm⁵ spalin za hodinu a 92 952 Nm' vzduchu za hodinu opouští vzduchovou stranu. Každá strana zahrnuje 165° celkového obvodu s rychlostí rotace rotoru 4 otáčky za minutu. Teplota dodávaného vzduchu je 30 °C. Chladicí zařízení 15 je nastaveno pro chlazení proudu plynů až na teplotu 58 °C s kondenzační vodou, kapající nebo tekoucí dolů na části 13 výměníku tepla, které mají v podstatě stejnou teplotu. Přídavná dodávka kondenzační vody z chladicího zařízení 15 je dostatečná pro udržení částí 13 na vzduchové straně dostatečně vlhkých. Teplota odcházejících spalin je pak 33 °C a odcházejícího vzduchu 55,5 °C.

Obsah vlhkosti vstupujícího plynuje 0,1336 kg/kg suchých plynů a obsah vlhkosti odcházejícího plynu je 0,0328 kg/kg suchých plynů. Odcházející hodnoty pro vzduch jsou 0,0135 a 0,1192 kg/kg suchého vzduchu. Energie, dodávaná vzduchové straně, je tedy 9 855 kW.

Chladicí zařízení 15 je umístěno takovým způsobem, že kondenzující voda, která z něj vystupuje, není dodávána částem 13, například podle SE-8703338-7 jsou části 13 na vzduchové straně vysušovány ještě před tím. Teplota vstupujících plynů zůstává stále na 58 °C, stejně jako teplota vstupujícího vzduchu na 30 °C. Bez jakéhokoliv dodání přídavné kondenzační vody bude teplota vystupujícího plynu 33,8 °C a teplota vystupujícího vzduchu 53,8 °C.

Vlhkostní obsah vstupujících plynů, stejně jako vlhkostní obsah vstupujícího vzduchu, zůstanou nezměněny 0,1336 kg/kg suchých plynů, respektive 0,0135 kg/kg suchého vzduchu. Vlhkostní obsah odcházejících plynů nyní bude 0,0341 kg/kg suchých plynů a vlhkostní obsah vycházejícího vzduchu 0,1071 kg/kg suchého vzduchu. Energie, dodané vzduchové straně, tedy bude 8 756 kW.

Z výše uvedeného bude zřejmé, že způsob podle vynálezu přenáší energii, která je o 12,6 procent větší v porovnání se způsobem bez jakékoliv přídavné dodávky vody.

Claims (5)

1. Způsob činnosti výměníku tepla pro dosažení optimální energetické výměny pro výměnu tepla v jednotce rekuperační výměny tepla mezi spalovacím vzduchem a předchlazenými vlhkými spalinami, které byly předchlazeny v chladicím zařízení (15), přičemž jednotka rekuperační výměny tepla má spalinovou stranu (9), vzduchovou stranu (10) a teplo přenášející části (13) regeneračního výměníku tepla, které jsou otáčeny od spalinové strany (9) k a skrz vzduchovou stranu (10) a potom vraceny na spalinovou stranu (9), vyznačující se tím, že povrchy teplo přenášejících částí (13) se ostřikují vodou na spalinové straně (9) tak, že se na površích teplo přenášejících částí (13) vytváří vodní film v takovém rozsahu, že povrchy teplo přenášejících částí (13) jsou dostatečně vlhké, takže v průběhu jejich celého pobytu na vzduchové straně (10), zatímco jsou otáčeny skrz vzduchovou stranu (10), jsou teplo přenášející části (13) v podstatě ze 100 % pokryty vodou.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že voda kondenzuje v chladicím zařízení (15), když vlhké spaliny jsou předem chlazeny v chladicím zařízení (15), chladicí zařízení (15) je umístěno nad spalinovou stranou (9) jednotky rekuperačního výměníku tepla, přičemž spaliny prochází od chladicího zařízení (15) do jednotky rekuperačního výměníku tepla, a voda, která zkondenzovala v uvedeném chladicím zařízení (15), padá dolů na teplo přenášející části (13).

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zkondenzovaná voda teče dolů na teplo přenášející části (13).

4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zkondenzovaná voda kape dolů na teplo přenášející části (13).

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že voda, která je stříkána na povrchy teplo přenášejících částí (13), má teplotu v podstatě stejnou jako je teplota spalin na vstupu vstupního kanálu (3) do chladicího zařízení (15).