با توسعه صنعت گرمایش شهری شهری، مبدل حرارتی صفحه ای بهتر مورد استفاده قرار گرفته است. در مقایسه با سایر مبدل های حرارتی، مبدل حرارتی صفحه ای دارای ویژگی های بازده کاربرد بالا، مساحت کوچک و مصرف مواد کمتر است. بنابراین مبدل حرارتی صفحه ای به طور گسترده در صنایع شیمیایی، صنعت نفت و صنعت گرمایش استفاده می شود. اما فرآیند انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای بسیار پیچیده است و سیستم گرمایش نیاز به بهینه سازی دارد. بنابراین، این مقاله عمدتاً به تحلیل روشهای کاربردی خاص طراحی صرفهجویی در انرژی در سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحهای میپردازد و به ترتیب اصل کار سیستم گرمایش، مشکلات موجود در طراحی سیستم و روش طراحی بهینهسازی سیستم گرمایشی تجزیه و تحلیل کرد.
تجزیه و تحلیل اصل کار سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای
مبدل حرارتی صفحه ای عمدتا از صفحات متعدد تشکیل شده است و هر صفحه دارای شکاف خاصی است. هنگامی که سیال از صفحه عبور می کند، شکاف بین صفحات می تواند نقش تبادل گرما و سرما را ایفا کند. از آنجایی که فضای عبور جریان بسیار کوچک است، سرعت جریان سیال از صفحه سریع است و به راحتی تلاطم ایجاد می شود و موج های بزرگی بین تلاطم ایجاد می شود. تأثیر امواج متلاطم عملکرد انتقال حرارت مبدل حرارتی صفحه ای را تا حد زیادی بهبود می بخشد. در مقایسه با مبدل حرارتی عمومی، عملکرد انتقال حرارت آن بهتر از مبدل حرارتی عمومی است که یکی از دلایل مهمی است که مبدل حرارتی صفحه ای می تواند جایگزین مبدل حرارتی عمومی شود. علاوه بر این، امواج متلاطم نیز سفتی صفحه را افزایش می دهد. هنگامی که دو نوع سیال از سوراخ های چهار گوشه صفحه عبور می کنند، یک کانال جریان در مبدل حرارتی صفحه تشکیل می دهند و در نهایت جریانی در جهت یا معکوس تشکیل می دهند. در این زمان می توان از صفحه به عنوان محیط گردش برای تحقق تبادل حرارت استفاده کرد و سپس پیوند گرمایش مبدل حرارتی صفحه را تکمیل کرد. تجزیه و تحلیل سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه می تواند مشکلات موجود آن را بیشتر درک کند، مانند ظرفیت باربری صفحه، ترتیب جریان را می توان تغییر داد، موج آشفتگی را می توان به طور موثر اعمال کرد و غیره. با توجه به تجزیه و تحلیل فوق، ما باید به طور مداوم طراحی مربوط به ساختار مبدل حرارتی صفحه را بهینه کنیم تا عملکرد انتقال حرارت سیستم گرمایش مبدل حرارتی را بهبود بخشیم.
دو، صفحه مبدل حرارتی سیستم گرمایش مشکلات موجود
1 مشکل تطبیق انتقال حرارت و کاهش فشار
برای مبدل حرارتی صفحه ای، ضریب انتقال حرارت مستقیماً با سرعت جریان سیال در کانال متناسب است، یعنی زمانی که سرعت سیال در کانال سریعتر باشد، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد و سرعت سرعت جریان منجر به افزایش مداوم مقاومت سیال و سپس افزایش افت فشار سیال می شود. بنابراین، ما باید نرخ جریان مناسب را انتخاب کنیم یا به دنبال تعادل بین افت فشار و ضریب انتقال حرارت باشیم تا به طور مداوم عملکرد جامع سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای را بهبود دهیم.
2 تحقیق کافی
راه اندازی مبدل حرارتی صفحه ای دیر است و زمان مطالعه در کشور ما کوتاه است که توسعه سیستم گرمایشی را تا حدی محدود می کند و سپس این امر در طراحی صرفه جویی در مصرف انرژی سیستم گرمایشی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، تحقیقات مبدل حرارتی صفحه ای در کشور ما عمیق نیست و فاقد پتنت فنی است. بنابراین، ادارات مربوطه باید با افزایش سرمایه گذاری، ثبت اختراع مربوطه را خریداری کنند.
3 مشکل منطقه کاربردی محدود
مبدل حرارتی صفحه ای دارای مزایای منحصر به فردی است، اما برخی از مشکلات وجود دارد. تا آنجا که به طراحی سیستم گرمایش فعلی مربوط می شود، عیوب بسیاری وجود دارد، از جمله کاربرد طراحی صرفه جویی در انرژی در سیستم گرمایش محدود است، عمدتاً در مبدل حرارتی آشکار می شود که کارکرد مبدل حرارتی در دمای بالا و بالا دشوار است. محیط فشار این امر به این دلیل است که جزء اصلی مبدل حرارتی صفحه ای از ورق فلزی نسبتاً نازک است و توانایی آن در تحمل فشار محدود است و مبدل حرارتی صفحه ای اغلب در تولید صنایع سنگین استفاده می شود که لازم است مبدل حرارتی صفحه ای دارای توانایی قوی برای مقاومت باشد. فشار. مشاهده می شود که برای سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای، یکی از شروط اساسی طراحی صرفه جویی در مصرف انرژی، عبور از محدودیت های کاربردهای قبلی است.
III. روش بهینه سازی طراحی صرفه جویی در انرژی سیستم گرمایش
پس از تجزیه و تحلیل اصل کار مبدل حرارتی صفحه، درک عمیق عوامل موثر بر عملکرد انتقال حرارت، مانند ورق موجدار، نرخ جریان، ضریب انتقال حرارت، ترتیب کانال جریان. برای طراحی صرفه جویی در مصرف انرژی سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای، باید عوامل تاثیرگذار آن را به طور کامل در نظر بگیریم و هر زیرسیستم را به طور مداوم بهینه کنیم.
1 طراحی کلی را به طور مداوم بهینه کنید
برای کل سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه، طراحی صرفه جویی در انرژی نه تنها در طراحی سیستم گرمایش نیاز به در نظر گرفتن مشکل، در مبدل حرارتی نیز نیاز به در نظر گرفتن مشکل است. بنابراین، ساختار و عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای باید در حین بهینه سازی صفحات سیستم گرمایش بهینه شود تا بهینه سازی صرفه جویی در انرژی سیستم گرمایش به طور کلی تحقق یابد تا طراحی صرفه جویی در انرژی سیستم گرمایش محقق شود. علاوه بر این، روش بهینه سازی و ضریب باید به طور معقول برای نیازهای کاربردی و مناسبت های مختلف انتخاب شود
1 بهینه سازی مستمر طراحی صفحه
در سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای، بهینه سازی صفحه یک پیوند بسیار کلیدی است که عمدتاً شامل دو مرحله زیر است:
① توانایی صفحه در تحمل فشار تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه دارد. بنابراین، توسعه برخی از مواد تولیدی با عملکرد خوب ضروری است که یکی از مسیرهای تحقیقاتی اصلی توسعه مبدل حرارتی است.
② استحکام ورق و موجدار شدن سطح آن را بهینه کنید. نوع، ارتفاع و زاویه راه راه باید به دقت تجزیه و تحلیل شود. طراحی صرفه جویی در انرژی سیستم مبدل حرارتی صفحه ای تنها با بهینه سازی طراحی صفحه به طور منطقی قابل تحقق است.
1 ضریب انتقال حرارت و افت فشار را مطابقت دهید
تطبیق ضریب انتقال حرارت و افت فشار عمدتاً به افت فشار و ضریب انتقال حرارت سیال تعادل اشاره دارد. در شرایط عادی می توان از روش شماره واحد انتقال حرارت، روش اختلاف دمای میانگین لگاریتمی و روش استفاده از افت فشار حداکثر یک طرفه استفاده کرد. هدف اصلی از این کار آنالیز موثر حداکثر افت فشاری است که صفحه می تواند تحمل کند یا مناسب ترین افت فشار را به گونه ای که افت فشار و سرعت جریان سیال در هنگام عبور از کانال را به طور دقیق محاسبه کند تا به دست آید. یک روش طراحی برای حداکثر مقدار افت فشار، و یافتن ضریب انتقال حرارت مناسب تری که با افت فشار مطابقت دارد، تا ظرفیت تحمل فشار صفحه را افزایش دهد.
1 ترتیب معقول کانال های جریان
منطقی بودن آرایش کانال جریان مستقیماً با عملکرد سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای مرتبط است. تفاوت های زیادی در آرایش کانال جریان از نوع سری و نوع مخلوط وجود دارد. به عنوان مثال، زمانی که یک شکاف بزرگ بین ضریب انتقال حرارت و افت فشار وجود دارد، لازم است آرایش کانال جریان از فرآیند نوع مخلوط اعمال شود. بنابراین، برای طراحی صرفه جویی در انرژی سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای، ما نه تنها باید کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای را در نظر بگیریم، بلکه فشار و سرعت جریان سیالی که می تواند تحمل کند را نیز در نظر بگیریم. تنها از طریق تجزیه و تحلیل جامع مستمر عوامل مختلف، می توانیم سیستم گرمایش مبدل حرارتی بهتری را طراحی کنیم، یعنی سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای کم مصرف ترین.
در یک کلام، هنگام بهینهسازی روش طراحی سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحهای، طراح باید هدف و جهت بهینهسازی را روشن کند تا طراحی صرفهجویی در مصرف انرژی سیستم گرمایشی محقق شود و از روش خاص شروع شود. طراحی سیستم گرمایش، بر اساس طراحی بهینه سازی کلی. فقط از این طریق است که می توانیم واقعاً سیستم گرمایش مبدل حرارتی صفحه ای را مطابق با نیاز مردم طراحی کنیم.
