Печь с теплообменником везувий: Купить Vezuviy (Везувий, Россия) ПК-01 (270) с плитой и т/о бежевый по хорошей цене от официального дилера.

Печь для бани с теплообменником для воды принцип работы и отзывы

Содержание статьи:

Конструктивные особенности

Чаще всего в качестве теплообменника выступает металлический бак емкостью до 5 литров с вмонтированными патрубками. Непосредственный контакт с огнем отсутствует. Прибор позволяет нагреть холодную воду, которая затем поступает в радиаторы или съемный бак большей емкости, расположенный в этой же или соседней комнате.

В результате, протапливая печь в одной комнате, можно будет обогреть и другую. По своему конструктивному исполнению теплообменник для печи может быть внешним и внутренним.

Внешний

Такой тип очень напоминает резервуар, заполняемый теплоносителем. Внутри емкости располагается часть трубы, используемая для отвода продуктов горения. По своему конструктивному исполнению внешний теплообменник более сложный, чем внутренний, так как предъявляет повышенные требования к выполнению сварочных работ.

Однако его техническое обслуживание осуществлять намного проще. При необходимости резервуар может быть демонтирован с целью удаления накипи или устранения протечки.

Внутренний

Монтируется над топкой прямо внутри печи. Отличается простотой монтажа, но при необходимости проведения технического обслуживания могут возникнуть определенные трудности. Особенно если печь выложена из кирпича.

Чтобы этого избежать, в момент разработки конструкции стоит позаботиться о ремонтопригодности будущего теплообменника.

Что нужно учесть при строительстве печи

Печи бывают разных конструкций, но не в каждую из них можно встроить теплообменник. К примеру, популярные канальные системы просто не содержат в себе места, предусмотренного для приспособления котла. Такую печь несложно создать своими руками, но она не сможет выполнять всех тех функций, которые от нее ожидаются.

Наиболее удачным вариантом станет камерная печь. Роль камеры может выполнять духовой шкаф, вокруг которого и создается теплообменник. Таким образом, конструкция печи приспособлена и для готовки, нагревания воды и отопления дома. Горячий воздух от регистра проходит через камеру, обдавая его требуемой тепловой энергией, и дальше проходит в конвектор, прогревая его по всей высоте. Конвектор расположен по всей высоте печи, дополняя водяное отопление, ведь он спокойно может прогреть всю комнату.

Само по себе, строительство кирпичной печи с теплообменником, не отличается от простой. Ее возможно построить своими руками. Материал требуется специальный. В качестве раствора принято использовать жаростойкий красный кирпич, в местах наибольшего температурного влияние его заменяют шамотным. Раствор лучше всего подходит на глиняной основе.

Строительство обязательно начинают с фундамента, и гидроизоляции. Кирпичная печь – это очень тяжелая конструкция и нуждается в надежном основании. Кладка требует точности и выверенности действий. Места, где кирпич не будет закольцован (подпечье, горнило, дверки отверстий для выгреба золы и т.д.) нужно дополнительно армировать и создавать с перевязкой.

Печь, построенная по всем правилам, станет прекрасной основой для водяного отопления, прогреет весь дом с минимальным расходом дров и прослужит долгие годы.

Похожие статьи

Кирпичные печи для дачи на дровах

Печи из кирпича для дома на дровах

Печь с теплообменником для бани устройство и принцип работы

Принцип работы жидкостного теплообменника основан на том знании, что более нагретая жидкость стремится подняться вверх. А поскольку система замкнута, то в ней происходит бесконечный кругооборот: горячая вода движется вверх по одной из труб, а по другой ей на смену стремится холодная. И постепенно отмечается общий рост температуры воды во всей системе. Суммарное время нагрева при этом зависит от нескольких условий:

• от начальной температуры,
• от объема самой системы,
• от мощности печи.

Различают две основные модели оборудования, в которых установлен:

Теплообменник внутренний – это бачок или змеевик, установленный между корпусом печи и внутренней топкой, чаще всего в боковой части. В быту он иногда именуется «рубашкой». К нему подключается внешний бак. Смонтировать его легко, но при необходимости потом добраться, и особенно снять – весьма трудоемко. Хотя многое зависит от конструктивных особенностей печки.

Теплообменник внешний — так называемого самоварного типа. Его конструкция элементарна: труба, модуль дымохода, сверху и снизу под

Печной центр город КировПЕЧЬ ОТОПИТЕЛЬНАЯ ВЕЗУВИЙ В11

• Главная
• Zota
• Анион
• Атон
• Банная печь с баком для воды
• Везувий
• Водогрейные котлы
• Водонагреватели
• Водонагреватели газовые
• Водосчетчики
• Возврат товара
• Выбираем печь — пошаговый алгоритм
• Газовые котлы
• Газовые котлы — выгодно и безопасно
• Гарантия ПЕЧНОЙ ЦЕНТР
• Гефест
• Группа МЕТА
• Дон
• Доставка и оплата
• Дымоходы «Вулкан»
• Заказать звонок
• Информация
• Инфракрасные обогреватели
• Как выбрать — газовый котел, конвектор или колонка
• Как выбрать хороший газовый котел
• Как установить печь
• Каталог
• Конвекторы
• Кондиционеры в Кирове
• Контакты
• Корзина
• Корзина
• Котел в лизинг
• КЧМ
• Магазин каминов
• Монтаж газовых котлов
• Монтаж проточных водонагревателей
• Монтаж радиаторов отопления
• Монтаж твердотопливного котла
• Надежные электрические конвекторы от компании «ПЕЧНОЙ ЦЕНТР»
• Насос циркуляционный
• Наши работы
• Наши реквизиты
• О нас
• Обзор заказов
• Обзор заказов
• Одноконтурный или двухконтурный газовый котел
• ОРОР
• Отопительные печи
• Отопительные котлы
• Оформление заказа
• Оформление кредита
• Пеллетные котлы
• Пеллетные котлы — экономично и экологично
• Пересвет
• Печи Вулкан
• Печь для бани
• Политика конфиденциальности
• Проектирование и монтаж
• Производители
• Профессор Бутаков
• Профиль
  • Выйти
• Радиаторы биметаллические
• РУСНИТ
• Склад
• Склад
• СНиП 2. 04.01
• СНиП 23-01-99
• СНип 35-76_98
• СНиП 41-01-2003
• СНиП 42-01-2002
• СНиП II-35-76 (с изм. 1978, 1 1998)
• СниП’ы
• Список желаний
• Стоимость монтажа климатического оборудования
• Твердотопливные котлы
• Тепловая пушка
• ТЕПЛОВЪ
• Теплодар
• Теплодар
• Термофор
• Техническое обслуживание газового котла
• Установка газового конвектора
• Установка газовой колонки
• Установка дымохода
• Установка кондиционера
• Установка накопительных водонагревателей
• Установка напольного газового котла
• Установка настенного газового котла
• Ферингер
• Чугунные радиаторы
• Электрические камины в Печном центре
• Электрические котлы
• Электрический водонагреватель
• Электрический проточный водонагреватель
• ЯИК

Search for:

Log in / Sign up

Корзина

0

Каталог
Контакты

ТОП-7 лучших устройств, технические характеристики и как выбрать угловой вариант, отзывы покупателей

Компания Везувий выпускает печи уже более 10 лет.

Продукция сочетает в себе надежность, привлекательность и безопасность в эксплуатации.

Бренд успешно конкурирует с ведущими европейскими производителями.

Специалисты внедряют инновационные решения при разработке моделей, постоянно улучшая их качество.

Рассмотрим особенности печей-каминов Везувий, серии бренда и популярные модели.

Содержание статьи

Отличительные особенности

Отопительные устройства функционируют на дровах и предназначены для отопления помещений разной площади. Продукция представлена разнообразными моделями: с отделкой из натурального камня, с сетчатым кожухом, со стеклянной дверцей и изящной ковкой.

Печи рассчитаны на высокий накал, не сжигают кислород и не создают инфракрасное излучение. Это делает их отличным вариантом для обустройства парной.

Продукция сконструирована по аналогу финских конструкций. Также компания выпускает комплектующие: баки, дымоотводы, теплообменники и другие элементы.

Это позволяет заменить нужную деталь без покупки новой конструкции.

За счет округлой формы обеспечивается равномерной распределение жара по помещению. Устройства оснащены вместительными отсеками для камней (до 10 кг).

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Камни находятся в пространстве между топкой и металлическим кожухом, нагреваясь до 400 градусов по Цельсию и создавая мягкий пар.

Топочная часть выполнена из высоколегированной стали толщиной от 8 до 12 миллиметров. Конструкция отопительного назначения тоже сделана из стали, но толщина варьируется от 5 до 8 мм в зависимости от модели.

Колесники и дверь изготовлены из чугуна. Корпус покрыт кремнийорганическим составом с отличными жаропрочными характеристиками, что исключает сжигание кислорода.

Серии бренда и их краткое описание

Печи-камины от бренда Везувий представлены в нескольких сериях:

• Скиф — конструкции округлой формы с открытой решеткой для закладывания камней, толщина топки составляет до 12 мм;
• Скиф 16 — агрегаты для парной площадью от 8 до 16 м³ с топкой из стали толщиной 8 мм;
• Скиф 22 ВК — печи для парной площадью от 18 до 23 м³ со стальной выносной топкой 8 мм и чугунной дверцы;
• Русичъ — классические закрытые печи для помещений от 18 до 24 м³, есть модели со стеклянной и чугунной дверцей;
• Элит — линейка премиум класса с облицовкой натуральным камнем, оказывающий полезное воздействие на организм;
• Русский пар — агрегат для парильной площадью от 18 до 28 м³ с топкой выносного типа и чугунной дверцей;
• Лава — модели в современном дизайне с наружным кожухом-конвектором, обогревающие помещение за короткий срок;
• Легенда — чугунные конструкции с КПД 80%, быстро создающие мягкий пар;
• Везувий Ч 100 — печи для обогрева жилых помещений объемом до 100 м³ со стальным корпусом толщиной 5 мм и чугунной дверцей;
• Везувий К 250 — печи для жилых строений площадью до 250 м³ со стальным корпусом;
• Оптимум Ч — банные печи для парных от 6 до 15 м³.

Рейтинг ТОП-7 лучших моделей

Лучшие печи-камины Везувий

В линейке бренда Везувий представлено десятки разнообразных печей-каминов. Они отличаются по размеру, дизайну, форму и функциональным характеристикам. В обзоре представлено 7 лучших моделей по мнению пользователей. Это позволит выбрать оптимальный вариант.

Везувий ПК-01 (220) УГЛОВОЙ БЕЖЕВЫЙ

Печь выполнена из высокопрочной стали и оснащена чугунной топочной дверью с жаропрочным стеклом. Конструкция имеет систему регулировки режимов горения.

Предназначена для помещений площадью до 150 квадратных метров.

В короткие сроки создает мягкий пар и равномерно распределяет его по помещению.

Мощность составляет 9 кВт, за счет чего обеспечивается поддержание тепла в течение 5 часов.

Характеристики:

• отапливаемая площадь — 150 м³;
• мощность — 9 кВт;
• время горения — 5 ч;
• диаметр дымохода — 11,5 см;
• габариты — 73,4х84,3х52,8 см;
• вес — 115 кг.

Достоинства:

• оптимальная цена;
• долгое поддержание тепла;
• вместительная топка;
• современный дизайн.

Недостатки:

• большой расход дров;
• сильная копоть на стекле.

Везувий ПК-01(220) УГЛОВОЙ КРАСНЫЙ

Корпус изготовлен из высокопрочной стали и облицован натуральным камнем. Быстро прогревает воздух в помещении и раздает тепло уже через 15 минут после закладывания дров.

На нагрев камней уходит больше времени. Печь нагревает помещение за счет конвекции и лучистого тепла.

Топочная емкость оборудована шамотом, выдерживающим температуру до 1300 градусов.

Топка отделена от корпуса, за счет чего корпус не перегревается и обеспечивается высокая степень пожаробезопасности.

Характеристики:

• отапливаемая площадь — 150 м³;
• мощность — 9 кВт;
• время горения — 5 ч;
• диаметр дымохода — 11,5 см;
• габариты 43,4х81,3х50 см;
• вес — 107 кг.

Достоинства:

• бюджетная цена;
• большая топка;
• качественные материалы;
• простой монтаж;
• быстрый разогрев.

Недостатки:

• дым проникает в комнату;
• быстро пачкается стекло.

Везувий ПК-01(270) БЕЖЕВЫЙ

Агрегат выполнен в современном дизайне и укомплектован стеклянной дверцей, выдерживающей температуру до 750 градусов и отличающейся устойчивостью к механическим воздействиям.

Мощность печи хватает на отопление парной площадью до 150 квадратов.

За счет небольшого веса конструкцию легко устанавливать 1-2 взрослым мужчинам.

При этом не требуется отдельный фундамент.

Характеристики:

• отапливаемая площадь — 150 м³;
• мощность — 9 кВт;
• время горения — 5 ч;
• диаметр дымохода — 11,5 см;
• габариты 75,2х84,3х58,6 см;
• вес — 132 кг.

Достоинства:

• компактный размер;
• быстрый прогрев помещения;
• долгое поддержание тепла;
• стильный дизайн.

Недостатки:

• дверь нужно часто чистить от копоти;
• большой расход топлива.

Везувий ПК-01 (220) УГЛОВОЙ ТАЛЬКОХЛОРИТ

Угловая печь с чугунной топочной дверью, укомплектованная жаропрочным стеклом. Поддувальная дверь имеет систему регулировки режимов горения.

Топка снабжена высококачественным шамотом, выдерживающим температуру до 1300 градусов по Цельсию.

Мощности хватает на обогрев помещения объемом до 150 квадратных метров.

Печь облицована талькохлоритом, за счет чего корпус не перегревается. Срок службы агрегата составляет не менее 10 лет при активной эксплуатации

Характеристики:

• отапливаемая площадь — 150 м³;
• мощность — 9 кВт;
• время горения — 5 ч;
• диаметр дымохода — 11,5 см;
• габариты 43,4х81,3

РЕГЕНЕРАЦИОННЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

В то время как в рекуператорах, где тепло передается напрямую и немедленно через какую-либо перегородку, от горячей к холодной текучей среде, оба потока одновременно проходят через теплообменник, работа рекуперативного теплообменника включает временное хранение тепла, передаваемого в упаковке , которая обладает необходимой теплоемкостью. Одним из следствий этого является то, что в регенеративных теплообменниках или термических регенераторах горячая и холодная жидкости проходят через одни и те же каналы в насадке, поочередно, обе жидкости омывают одну и ту же площадь поверхности.В рекуператорах горячая и холодная жидкости проходят одновременно через разные, но смежные каналы.

При работе терморегенератора горячая жидкость проходит через каналы набивки в течение периода времени, называемого «горячим периодом», по окончании которого горячая жидкость отключается. Теперь происходит реверсирование, когда холодная текучая среда попадает в каналы набивки, первоначально вытесняя любую горячую текучую среду, все еще находящуюся в этих каналах, тем самым очищая регенератор.Затем холодная жидкость протекает через регенератор в течение периода времени, называемого «холодным периодом», в конце которого холодная жидкость отключается и происходит еще одно реверсирование, при котором горячая жидкость очищает каналы набивки. любой оставшейся холодной жидкости. Затем начинается свежий жаркий период.

В жаркий период тепло передается от горячей жидкости и накапливается в набивке регенератора. В последующий холодный период это тепло регенерируется и передается холодной жидкости, проходящей через теплообменник.

Рабочий цикл состоит из горячего периода, за которым следует холодный период работы с необходимыми реверсами. После многих циклов идентичной работы температурные характеристики теплового регенератора в одном цикле идентичны таковым в следующем. Когда это условие реализуется, говорят, что теплообменник достиг «циклического равновесия» или «периодического устойчивого состояния». Если вводится ступенчатое изменение одного или нескольких рабочих параметров, в частности, расхода и температуры жидкости на входе для любого периода работы или продолжительности горячего и холодного периодов, регенератор претерпевает ряд переходных процессов. циклов до тех пор, пока не будет достигнуто новое циклическое равновесие.

В наиболее распространенной работе регенератора противотока или противотока горячий газ проходит через регенератор в направлении, противоположном направлению холодной жидкости. В менее эффективном параллельном потоке или совместном потоке горячая и холодная жидкости проходят через каналы насадки в одном направлении (†).
(†) Теоретически можно представить себе регенератор с поперечным потоком, в котором горячая и холодная жидкости текут в направлениях, перпендикулярных друг другу. Это редко, если вообще реализуется на практике, хотя рекуператоры с поперечным потоком являются обычным явлением.

Периодическая работа регенераторов может использовать периодическую работу системы, к которой подключен теплообменник. Например, в жарком климате дневное тепло можно накапливать в упаковке, пропуская через нее теплый атмосферный воздух: затем это тепло можно рекуперировать, продувая холодный ночной воздух через ту же упаковку в течение вечера, чтобы обеспечить хотя бы некоторую дополнительную нагрузку. утепление жилого помещения в доме. Хаузен (1976) предполагает, что горло и носовые ходы действуют как регенераторная набивка в холодную погоду.Когда животное вдыхает холодный воздух, он нагревается, проходя через нос и горло, прежде чем воздух достигает легких, тем самым защищая легкие от воздействия низких температур. Когда животное выдыхает, одни и те же проходы в носу и горле нагреваются воздухом, выходящим из легких. Понятно, что температура горла и тканей носа также регулируется током крови через него.

В общем, однако, требуется непрерывная подача нагретой текучей среды, так что прерывистая работа регенератора, присущая его конструкции, должна быть каким-то образом скрыта.

Наиболее очевидный метод реализации «кажущейся» непрерывной работы заключается в использовании двух или более регенераторов, работающих в противофазе друг с другом, так что пока один регенератор подает нагретую жидкость, другой регенератор (ы) накапливает тепло от теплоноситель. Очевидно, простой способ сделать это — заключить набор регенераторов в систему каналов или труб, снабженных клапанами, чтобы облегчить переключение регенераторов в конце периода работы. Когда один набор клапанов закрывается при реверсировании, другой набор открывается: поток горячего газа, например, перенаправляется от одного регенератора к другому путем закрытия такого набора клапанов и открытия другого. Одновременно поток холодного газа переключается от другого регенератора симметричным образом. (См. Рисунок 1.) Такая конструкция называется системой регенераторов с неподвижным слоем , в отличие от роторного регенератора , который будет описан ниже.

Процесс сторнирования может быть более сложным.Ниже приведены важные соображения.

• В некоторых приложениях требуется, чтобы регенератор (ы) был очищен перед тем, как, например, подача нагретой жидкости переключится с одного регенератора на другой. В этом случае период холода одного регенератора продлевается, чтобы поддерживать подачу нагретой жидкости к внешнему процессу, к которому присоединен набор регенераторов. Между тем, горячий период другого регенератора завершается, и этот регенератор полностью очищается перед началом его холодного периода. Затем на этот регенератор ложится бремя подачи нагретой жидкости от другого регенератора, чей конец периода охлаждения может начаться. Такие устройства неизбежно усложняют клапаны и воздуховоды, связанные с набором регенераторов: кроме того, должен быть предусмотрен подходящий выхлоп для текучих сред, продуваемых из регенератора, которые, например, не могут попасть в поток нагретой текучей среды.

  Рис. 1. Устройство регенератора с неподвижным слоем.

• Там, где текучими средами являются газы, нередко давление потока холодного газа, например, значительно выше, чем давление разбрызгиваемого горячего газа.В этом случае в конце холодного периода во время реверсирования должно быть предоставлено время для декомпрессии регенератора, прежде чем разрешить начало горячего периода. Точно так же в начале «холодного» периода должно быть предоставлено время для повышения давления холодного газа в регенераторе до начала самого холодного периода. Опять же, для устранения этих сложностей необходимо предусмотреть дополнительные клапаны и трубопроводы.

В высокотемпературных регенераторах желательно вообще не иметь никаких клапанов на горячем конце регенераторов.Там, где этого нельзя избежать, клапаны часто очень дороги, возможно, требуя водяного охлаждения, чтобы избежать неисправности при высоких температурах. Однако часто бывает, что горячий конец регенератора присоединяется к печи или котлу, куда предварительно нагретый воздух для сжигания топливного газа подается напрямую, и откуда после реверсирования горячий газ, часто являющийся отходами сгорания топлива, отводится непосредственно в регенератор. Таким образом, не требуется никаких клапанов между регенератором и топкой или котлом.Необходимое всасывание горячего газа через регенератор достигается путем присоединения выходного канала для этого газа на холодном конце регенератора к дымоходу, который, если он достаточно высокий, будет обеспечивать необходимый восходящий поток. Клапаны безопасно используются на холодном конце регенератора для переключения теплообменника с выхода дымохода для отработанных газов на подачу холодного воздуха для холодного периода работы регенератора, или наоборот. Непрерывная подача предварительно нагретого воздуха для горения достигается за счет присоединения нескольких регенераторов к печи или котлу, работающих по мере необходимости в противофазе друг относительно друга.

В подогревателе воздуха Ljungström или роторном регенераторе пористая насадка вращается вокруг оси. В простейшей форме набивка разделена на две газонепроницаемые секции, и горячий и холодный газы проходят одновременно в направлении, параллельном этой оси, обычно в противотоке, через эти различные участки набивки. Когда насадка вращается в потоке горячего газа, она накапливает тепло, как в период нагрева в регенераторе с неподвижным слоем. Эта тепловая энергия буквально переносится в поток холодного газа при вращении насадки.Попадая в другой поток газа, тепло регенерируется и передается холодному газу, как в холодный период работы системы с неподвижным слоем.

Невозможно обеспечить полностью газонепроницаемые уплотнения на стыках каналов, по которым проходят горячие и холодные жидкости, соответственно, и подвижных поверхностей вращающейся теплоаккумулирующей массы набивки регенератора. Однако, если требуется предотвратить загрязнение предварительно нагретого воздуха, например, продуктами сгорания, которые поставляют необходимую тепловую энергию, давление воздуха преднамеренно повышается, в результате чего любая утечка под уплотнениями роторного регенератора попадает в поток горячих продуктов сгорания.

Когда ротор впервые переходит от горячего газа к потоку холодного газа, например, масса горячего газа в пустотах насадки регенератора переносится путем вращения в поток холодного газа и должна быть удалена из регенератора, как в стационарный режим работы. В некоторых случаях жизненно важно, чтобы этот уносимый газ не загрязнял поток холодного газа, нагреваемого теплообменником. В этих обстоятельствах в насадке предусмотрен дополнительный сектор, так что газы, выпускаемые из регенератора, например, в конце горячего периода, могут быть отправлены в отдельный выхлоп, возможно, возвращены в поток горячего газа.

Существует другой вариант роторного регенератора, в котором набивка остается неподвижной, но вместо этого вращаются кожухи на обоих концах набивки, через которые горячая и холодная жидкости проходят по отдельным каналам.

Математическое моделирование тепловых регенераторов

Отношение между теплотой, передаваемой между жидкостью и твердой насадкой, и теплотой, поглощаемой этой насадкой, определяется уравнением

(1)

С другой стороны, соотношение между тепловой энергией, передаваемой между твердой насадкой и жидкостью, и теплотой, поглощаемой жидкостью, проходящей через регенератор, определяется уравнением

(2)

Эти уравнения в равной степени применимы к горячему и холодному периодам работы регенератора, для которых соответствующие параметры могут быть разными.Поэтому мы обозначаем объемный коэффициент теплопередачи в жаркий период, например, в холодный период.

Граничные уравнения относятся сначала к температуре газа на входе T _{f в} , где предполагается, что T _{f в} (t) = постоянная в каждый период работы. Затем мы указываем, что уравнения (1) и (2) учитывают движение газа от y = 0 до y = L как в горячем, так и в холодном периодах работы регенератора. Чтобы указать, что распределение температуры твердого тела в начале периода такое же, как в конце предыдущего периода, и чтобы учесть операцию противотока регенератора, граничные условия записываются в форме

(3)

(4)

где P — продолжительность жаркого периода, а P — продолжительность холодного периода.

Наиболее важное предположение, воплощенное в этой модели, состоит в том, что сопротивление теплопередаче на поверхности твердого тела и сопротивление, обусловленное конечной проводимостью насадки в направлении, перпендикулярном потоку жидкости, могут быть объединены в «объем». или «сосредоточенный» коэффициент теплопередачи α, где, используя развитие [Hausen Hausen (1942)], определяющее уравнение дается следующим образом:

(5)

где δ — толщина насадки, λ _δ — ее теплопроводность.

Функция Φ пытается воспроизвести эффект очень быстрых изменений температуры внутри упаковки сразу после реверсирования, в начале жаркого или холодного периода. Это функция безразмерных параметров Ω и Ω ‘, где

(6)

В том случае, когда насадку можно рассматривать как простую плоскую стенку толщиной δ

(7)

за

(8)

где

(9)

тогда

(10)

Аналогичные выражения доступны для случая, когда упаковку можно рассматривать как совокупность твердых цилиндров или как слой сфер. Следует сделать ссылку на более позднюю работу Хаузена [(Хаузен (1976)]. Случай полых цилиндров рассматривается в статье Разелоса [Разелос (1967) и др.]).

В этой модели также предполагается, что теплопроводностью в направлении, параллельном потоку жидкости, так называемой «продольной проводимостью», можно пренебречь. Эта проблема обсуждается в статье Банке и Ховарда [Банке и Ховард (1964)]. Кроме того, идеализировано, чтобы поток жидкости был однородным через поперечное сечение набивки в оба периода работы.Однако обычно допускается, что соответствующие теплофизические свойства как текучей среды, так и твердого тела, включая коэффициенты теплопередачи, могут изменяться в пространстве и во времени в зависимости от температуры. Равным образом разрешается рассматривать случай, когда массовые расходы текучих сред в одном или обоих периодах работы регенератора могут изменяться со временем.

Модель значительно упрощена в так называемой «линейной модели», в которой дополнительно предполагается, что соответствующие теплофизические свойства как жидкости, так и твердого тела, включая коэффициенты теплопередачи, не изменяются в пространстве и во времени, а являются постоянными. С другой стороны, они могут быть разными в жаркий и холодный периоды. Точно так же предполагается, что расход газа постоянный, хотя в целом. В этих упрощающих обстоятельствах можно преобразовать уравнения (1) и (2) в формы

(11)

(12)

Здесь вводятся безразмерные параметры η для времени и ξ для длины, где

(13)

При установке t = P и y = L каждый период работы регенератора определяется в терминах двух безразмерных параметров, названных Хаузеном [Hausen (1929)] «сокращенный период»,, и «уменьшенная длина», Λ.Уравнения (14) ниже определяют их для работы в жаркий период:

(14)

Для холодного периода соответствующие уравнения имеют вид

(15)

В этой линейной модели также можно рассматривать температуру на входе горячего периода T _{f в} = 1,0 и температуру на входе «холодного» периода T _{f в} = 0,0 (†).

† Это эквивалентно настройке

где τ _f и τ _s — «реальные» температуры жидкости и твердого тела, а T _f и T _s — соответствующие безразмерные температуры .

В рамки этого текста не входит описание множества и разнообразных методов решения этих дифференциальных уравнений, которые разрабатывались в течение нескольких лет. Достаточно сказать, что существует два класса методов решения: «открытые» методы и «закрытые» методы. В открытых методах предполагается начальное распределение температуры твердого тела T _s (ξ, 0) в начале горячего периода. Затем модель регенератора проходит через множество циклов путем решения уравнений (11) и (12), например, через последовательные горячие и холодные периоды работы.Это моделирование теплообменника затем разрешается работать, пока не будет достигнуто периодическое установившееся состояние. В закрытых методах просто предполагается, что распределение температуры твердого тела T _s (ξ, 0) ⁽ⁿ⁾ , в начале n-го цикла равно таковому, T _s (ξ, 0) ^{(n + 1)} , в начале следующего цикла, при циклическом равновесии. Затем уравнения решаются, часто в форме интегральных уравнений, как краевая задача. Никакие переходные циклы до установления равновесия не моделируются.Оказывается, что закрытые методы полезны для решения ряда линейных задач, но они становятся чрезвычайно сложными при решении нелинейных задач, то есть когда разрешается, чтобы соответствующие теплофизические свойства как жидкости, так и твердого тела, включая коэффициенты теплопередачи, могут изменяться в пространстве и во времени в зависимости от температуры и / или когда массовые расходы текучих сред в одном или обоих периодах работы регенератора могут изменяться со временем. В этих случаях легче адаптировать открытые методы.

Конструкция набивки регенератора

Набивка регенератора значительно различается от одного типа применения к другому.С одной стороны, выбор теплоаккумулирующей массы определяется суровыми или иными условиями эксплуатации, в которых должен работать регенератор. С другой стороны, возможные рабочие схемы с такими насадками лучше всего понимаются в контексте безразмерных параметров Λ и Π. Можно показать, что для данной уменьшенной длины Λ максимальные тепловые характеристики достигаются за счет использования как можно меньшего значения уменьшенного периода.

Соотношения

представляют собой теплоемкость насадки в жаркий и холодный период соответственно.Эффективная поверхность раздела между жидкостью, протекающей через регенератор в любой момент, и теплоаккумулирующей набивкой — это продукты и для жарких, и для холодных периодов. Чем больше эти границы раздела, тем больше должна быть теплоемкость за период для размещения задействованной тепловой энергии.

Другими словами, отношения

должны совпадать с периодами, которые дают достаточно малые значения и ‘, чтобы можно было получить как можно более хорошие тепловые характеристики регенератора.

Это можно рассматривать с другой стороны: можно получить экономию в размере регенератора, если использовать тонкие насадки, где отношение площади к массе, A / M для горячего периода, A ‘/ M’ для холодного периода, велико. В этом случае достаточно малые значения и ‘получаются при работе регенератора с короткими периодами времени, то есть с короткими временами цикла.

С другой стороны, суровые условия эксплуатации могут потребовать, чтобы набивка регенератора была изготовлена ​​из подходящих материалов, изготовленных с надежной геометрической компоновкой.В этом случае отношение площади к массе, A / M для горячего периода, A ‘/ M’ для холодного периода, вполне может быть относительно небольшим, и в этом случае подходящие значения Π и ‘могут быть получены с использованием длинного цикла. раз, что позволяет избежать быстрого переключения регенераторов в используемой системе.

Дело усложняется еще больше, если сам процесс реверсирования регенератора идет медленно. Например, если необходимо создать давление в резервуаре регенератора в начале холодного периода, а затем сбросить его давление в конце холодного периода, как в случае с каменками Cowper , используемыми для предварительного нагрева дутья (воздуха) для производства чугуна общее время цикла должно быть достаточно большим, чтобы время, необходимое для этих реверсий, не составляло чрезмерно большую долю от общего времени цикла.В этом случае отношение площади к массе, A / M для горячего периода, A ‘/ M’ для холодного периода, должно быть достаточно малым, чтобы генерировать достаточно малые значения и ‘с более длинными горячими и необходимы холодные периоды эксплуатации.

Очень высокотемпературные регенераторы

Регенераторы с неподвижным слоем , работающие с температурами на входе горячего газа, превышающими 1200 ° K, оснащены насадками, изготовленными из огнестойких огнеупоров или керамических материалов особого качества, способных противостоять воздействию любых вовлеченных коррозионных материалов. в горячем газе.Таким образом, в регенераторах стекловаренных печей нередко использовались насадки с высоким содержанием глинозема, которые способны справляться с коррозионным воздействием извести, поташа, кремнезема, сульфата натрия и ванадия, которые могут попадать в насадку регенератора из стекловаренного производства. процесс. В печах Каупера, используемых для предварительного нагрева дутья для процессов производства чугуна и плавки цинка, насадка часто зонируется: в верхней части регенератора используются материалы, способные выдерживать воздействие очень высоких температур, а далее в регенератор — высокой степени сжатия. используются нагрузки, например, кремнезем.В нижней части регенератора обязательно должны быть материалы, обладающие механической прочностью и стабильностью объема, способные выдержать большой вес набивки, расположенной выше. В этих обстоятельствах часто используются различные алюмосиликатные огнеупоры.

Мало того, что материалы набивок должны быть способны справляться с воздействием коррозионных материалов, но также должна быть устроена такая геометрия набивок, чтобы эти возможно грязные газы могли свободно проходить через регенератор.Следует избегать блокировки каналов. В этих обстоятельствах необходимо использовать различное геометрическое расположение огнеупорных материалов. В таких случаях часто используются конструкции «квадратный дымоход» или «закрытая корзина» (рис. 2).

Можно сделать так, чтобы каналы были достаточно широкими, чтобы обеспечить свободный проход для грязных газов, но чтобы набивка не была выровнена для образования проходов в дымоходе: эту роль выполняют «открытое переплетение корзины» или «шахматное переплетение открытой корзины».Ширина канала может достигать 200 мм.

Там, где газы очень горячие, но относительно чистые, как в печах Каупера, часто используются шестиугольные кирпичи с проходами шириной всего 50 мм. Эти проходы образуются в теле и на углах кирпичей (рис. 3). В конструкции Freyn chequerwork эти проходы имеют круглую форму, но возможны и другие формы. Эти огнеупорные кирпичи уложены слоями таким образом, что образуются каналы трубчатой ​​формы, через которые газы могут иметь свободный проход.

Рисунок 2. Схема компоновки плетеной корзины.

Рис. 3. Типовая конструкция теплоаккумулирующего кожуха для дутьевых печей (размеры в миллиметрах).

В обоих типах расположения толщина набивки за доступной площадью поверхности нагрева определяется механической прочностью, необходимой для набивки, а также коррозионными условиями, в которых она должна работать. В тяжелых условиях необходимо использовать толщину до 200 мм; в менее суровых условиях, которые могут возникнуть в химической промышленности, достаточно кирпичей толщиной 50 мм.

Возможные варианты упаковки имеют два важных последствия. Их можно понять в контексте описательных безразмерных параметров, описывающих регенераторы и их работу.

1. Длина уменьшенная,

   представляет собой меру эффективной площади поверхности нагрева относительно расхода теплоемкости горячего / холодного газа. Очевидно, что чем больше нагрузка на регенератор M _f C _p , тем больше должна быть площадь поверхности нагрева A для обслуживания этой нагрузки.Действительно, для данных условий эксплуатации тепловой КПД увеличивается с Λ. Высокотемпературные регенераторы, в которых используются плетеные корзины или гексагональные насадки типа Фрейна, физически очень велики, а в некоторых случаях настолько велики, что они построены как неотъемлемая часть печи, с которой они должны работать. Это является следствием того, что насадка имеет низкое отношение площади поверхности к объему в диапазоне 20–30 м ^–1 . Требуемая большая площадь поверхности предполагает большой объем упаковки.На рис. 4 представлена ​​схема пары регенераторов в системе Сименс, например стекловаренная печь. В устройстве печи Каупера есть три или четыре регенератора, удерживаемых в сосудах цилиндрической формы, которые отделены от доменной печи, которую они должны обслуживать (см. Рисунок 5). Они все еще большие, возможно, 30 м в высоту и 10 м в диаметре.

2. С другой стороны, коэффициенты

   будет небольшим для насадок с низким отношением площади поверхности к объему, как описано выше.Следствием этого является то, что достаточно малые значения и ‘могут быть получены с использованием относительно больших времен цикла. Печи Cowper нередко работают с холодным периодом P ‘от 30 до 60 минут и горячим периодом P от 50 до 110 минут для трехкамерной конструкции: это включает в себя возможность реверсирования продолжительностью от 5 до 10 минут. минут за цикл. Аналогичным образом, регенераторы печей типа Siemens обычно работают с общим временем цикла около 40 минут.

Такие большие регенераторы обязательно дороги.В условиях высоких температур, когда газы относительно чистые, за последние десять лет стало обычным делом использовать регенеративную горелку . Здесь набивка регенератора состоит из керамических сфер, материалы которых выбраны в соответствии с условиями эксплуатации. Сферы обычно имеют диаметр 1–3 см, что дает соотношение площади к объему в 10 раз больше, чем, например, в массивных регенераторах для стекловаренной печи. Отношение площади к объему в диапазоне 100–300 м. ^–1 дает небольшие компактные регенераторы.Конкретный размер определяется нагрузкой M _f c _p , которую регенератор должен выдерживать. Слой высотой 0,6 м и диаметром 0,18 м не является редкостью, хотя слои меньшего или большего размера могут использоваться для различных тепловых нагрузок.

Потому что соотношения

будет больше для слоев керамических сфер с отношением площади поверхности к объему в диапазоне 100–300 м ^–1 , необходимо реверсировать регенераторы гораздо быстрее, чем в случае массивных высокотемпературных регенераторов.Горелки работают попарно; в жаркий период горячие выхлопные газы вытягиваются из печи, к которой прикреплена горелка, через слой сфер. Одновременно с этим в холодный период другая горелка поджигает топку, используя воздух для горения, предварительно нагретый регенеративным слоем. Регенераторы и их горелки переключаются через промежуток времени от 30 до 180 секунд. Комбинированную горелку и регенератор можно сделать максимально компактной, если в корпус каждой горелки встроить регенератор.Небольшая газовая горелка непрерывного действия, используемая, например, в сталелитейной промышленности для отжига полосовой стали, может включать шесть или более пар таких горелок. Они могут работать в противофазе таким образом, что реализуется «очевидная» непрерывная работа, если в любой момент реверсируется только одна пара горелок.

Рисунок 4. Расположение пары регенераторов Сименс.

Регенераторы умеренных температур

При более умеренных температурах (400–600 ° C) обычно используются роторные регенеративные подогреватели воздуха.В таких регенераторах Ljungström цилиндрическая пористая насадка вращается вокруг своей оси (см. Рисунок 6). Упаковочные материалы часто изготавливаются из стальных листов с насечками для образования большого количества волнообразных каналов. Таким образом усиливается турбулентный поток горячего и холодного газа, протекающего через регенератор, тем самым улучшая характеристики теплопередачи. Металлические листы расположены радиально в съемных блоках, удерживающих несколько таких листов, что способствует быстрому и простому обслуживанию.

Такое металлическое покрытие обеспечивает высокое отношение площади к объему, превышающее 200 м ^–1 . Тем не менее, они должны быть сконструированы таким образом, чтобы выдерживать соответствующие температуры, а также, возможно, агрессивные условия эксплуатации. Если, например, горячие отходящие газы имеют высокое содержание SO ₂ , для защиты стальной набивки при рабочих температурах ниже кислотной точки росы таких газов может использоваться поверхность нагрева, покрытая стекловидной эмалью.

Еще более высокое отношение площади к объему может быть достигнуто путем создания регенератора из сборки секций секторной формы вязанной сетки из проволоки из другого материала, в зависимости от температуры и других рабочих условий.Для температур на входе горячего газа 400 ° C можно использовать сетку из нержавеющей стали, а для температур до 800 ° C рассматривались керамические или глиноземные волокна. В регенераторах, требующихся выдерживать температуры на входе горячего газа 800 ° C или более, могут использоваться другие предварительно изготовленные сверхпрочные керамические набивки: здесь набивка может состоять из сот керамического материала, расположенных как попеременно плоские и волнообразные слои. Такие конструкции обеспечивают высокое отношение площади поверхности к объему, необходимое для достижения компактности конструкции регенератора и, в то же время, обеспечивают свободный проход для потока газов через регенератор.Они также достаточно прочные, чтобы выдерживать жесткие рабочие температуры и суровые условия эксплуатации.

Рис. 5. Эскиз кауперовской печи, используемой для предварительного нагрева воздуха в доменной печи для производства чугуна.

Снова коэффициенты

будет большим для вращающихся насадок регенератора, описанных выше. Поэтому нередко набивка вращается со скоростью 2–3 оборота в минуту, что дает периоды нагрева / холода продолжительностью 30 секунд или меньше. Таким образом, генерируются небольшие значения Π и Π ‘, что способствует повышению эффективности регенератора на 80% и более.

Низкотемпературные регенераторы

Работа регенераторов при низких (окружающих или даже более низких) температурах дает большую гибкость в выборе упаковочных материалов. В ротационных регенераторах для систем кондиционирования воздуха используются различные насадки, которые включают полиэтилентерефталатную пленку и гофрированную вязаную проволочную сетку. Такие насадки наматываются на шпиндель ротора, давая нагревательных колес различного диаметра от 1,25 до 2,5 м.Иногда используются гофрированные алюминиевые листы, а также различные сотовые конструкции (см. Рисунок 7).

Были разработаны различные насадки для рекуперации скрытой и удельной теплоты одного из газов. В их состав входят неметаллические и волокнистые насадки: они могут впитывать влагу, с одной стороны, но инертны по отношению к бактериальному заражению, с другой.

Для работы при очень низких температурах часто используются регенераторы с неподвижным слоем, где насадки состоят из слоев базальтовой или кремневой крошки или просто гравия.Гофрированные алюминиевые листы иногда используются там, где гофры проходят в чередующихся направлениях между листами, которые уложены друг на друга, создавая мелкие пересекающиеся каналы для свободного прохода газов. Однако такое расположение алюминиевых листов может оказаться чрезмерно дорогим.

Рисунок 6. Схема роторного регенератора. (Любезно предоставлено Howden Sirocco Ltd., Глазго).

Рисунок 7. Соты.

Площадь поверхности нагрева, подверженная воздействию нагревающей / охлаждающей жидкости, м ²

а _с термодиффузанты насадки м ² / с

_p удельная теплоемкость жидкости при постоянном давлении Дж / кг · K

L Длина регенератора от входа до выхода жидкости м

М Масса упаковки «за» площадью поверхности, А кг

M _f Масса газа, остающегося в пустотах упаковки кг

массовый расход жидкости через регенератор кг / с

P Продолжительность жаркого периода с

P ‘продолжительность холодного периода с

T _f Температура жидкости K

T _с Температура твердой упаковки K

t раз с

y расстояние от входа в регенератор м

α коэффициент поверхностной теплоотдачи Вт / м ² K

Коэффициент объемной теплопередачи Вт / м ² K

δ толщина насадки регенератора м

κ _с Температуропроводность насадки м ² / S

λ _с теплопроводность насадки Вт / м K

Ом безразмерная продолжительность жаркого периода —

Ом ‘безразмерная продолжительность холодного периода —

ССЫЛКИ

Банке, Г.Д., Ховард, К. П. (1964) Влияние продольной теплопроводности на характеристики теплообменника с периодическим потоком, ASME Trans, серия A, Jour. Англ.

Производители пластинчатых теплообменников, Паяные пластинчатые теплообменники

• Понедельник — суббота: с 10:00 до 18:00