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复合相变换热器是采用全新理念设计的一种新型换热设备,它综合发挥了不同强化传热的不同技术优势,并根据不同的使用要求,借助于设置冷热流体的不同分流和不同配比,实现现代高效换热器不同结构形式的优化组合,并构造成不同具体形式的复合相变换热器。与一般换热器相比,它能在较大幅度降低废气排放温度的同时将整个低温段受热面壁温维持在较高的温度水平,既最大可能地提高了用热设备的热效率,又避免了因结露引起低温腐蚀和灰堵现象。
复合相变换热器是一种安装可靠的节能产品:
1.回收中低温热能,安全稳定地大幅度降低排烟温度;
2.排放温度可降低至:高于酸露点温度5-15℃,如酸露点温度为85℃,排放温度可稳定降低至90-100℃(普通换热器烟气排放温度为:150℃以上)
3.可设定金属受热面壁温,避免结露腐蚀和堵灰;
4.壁温可设定为:高于酸露点温度5-15℃
5.金属受热面壁温可控可调,适应锅炉运行负荷变化和燃料含硫量、含水量(酸露点)变化;
6.锅炉运行负荷变化范围:110%-70%
7.燃料含硫量变化范围:0.05%-5%、含水量变化范围:1%-20%
8.消除不凝气体,换热效率稳定;
9.设备使用寿命较一般换热器长;
复合相变换热器是一种高效的节能产品:
回收中低温热能,安全稳定地大幅度降低排烟温度。 通常可使燃煤锅炉排烟温度稳定降低至105-115℃。
2·设计原理
由于是"设计理念"的创新,所以可根据不同应用背景,设计和组合出复合相变换热器的许多变化形式(如图1所示)。复合相变换热器(FXH)的基本工作原理是:
蒸发段:烟道内的FXH吸收烟气热量,使得FXH管内热工质处于相变状态。
冷凝Ⅰ段:管内蒸汽(相变态热工质)沿上升管进入冷凝Ⅰ段,在冷凝Ⅰ段中管内蒸汽对管外冷空气加热。
冷凝Ⅱ段:管内蒸汽经冷凝Ⅰ段后继续上升至冷凝Ⅱ段,在该段中蒸汽被冷凝成液体,并沿下降管回到FXH下段。通过流量调节,从而实现了壁面温度可控可调的目的。
跟发电吧太小的没必要做
无相变时的换热器只考虑显热交换,就是温差是推动力。而有相变时的换热器,会出现相态变化,假设(换热器壁的温度低于空气的露点温度)空气中的水蒸气会凝结,在换热器上凝结为水(假设是膜状,即一层水膜),这层水...
70度的水想变成水蒸气,首先要保证管程达到一定的真空度,这与壳程是否有相变没关系换热面积A=Q/KΔT
高温熔融盐壳管式相变换热器的传热特性
建立了高温熔融盐壳管式相变换热器的同心套管模型.采用Fluent软件,分析了在考虑相变区域自然对流条件下,熔融盐流体与相变材料的物性参数、内管进口温度与进口流向等因素对液相率与熔化时间的影响,并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究.发现:考虑相变区域自然对流时,总的熔化时间减少16.2%;模拟得到的壳侧相变材料温度随时间的变化趋势与实验结果趋于一致.结果表明,可采用熔融盐相变区域特殊测点温度超过相变材料的熔点,并升至与内管流体进口温度相近时所耗费的时间作为壳管式相变换热器内相变材料完全熔化的判据.
复合相变蓄热器在空调系统冷凝热回收中的应用
复合相变蓄热器在空调系统冷凝热回收中的应用——文章介绍了一种复合相变蓄热器的工作原理和结构形式,提出了应用中存在的问题。
目前LED的发光效率还是比较低,从而引起结温升高,寿命降低。为了降低结温以提高寿命就必须十分重视散热的问题。LED的散热设计必须从芯片开始一直到整个散热器,每一个环节都要给于充分的注意。任何一个环节设计不当都会引起严重的散热问题。所以对散热的设计必须给以充分的重视。高性能微槽群复合相变传热技术,满足大功率LED照明的散热要求,该技术命名为"微槽群复合相变集成冷却技术"。该技术已经成功应用LED灯上,LED芯片的热量能瞬间分布在整个散热空间中,延长了LED灯的寿命提高了发光效率。LED灯中的LED芯片是热流密度很大的电子元件,它们在运行过程中,由于其静态与动态的损耗,产生大量的多余热量,通过散热系统发散到外部,维持其工作温度的稳定。
一、微槽群复合相变集成冷却技术:
LED芯片所产生的热量最后总是通过灯具的外壳散到空气中去。普遍的散热是:LED芯片所产生的热,从它的金属散热块出来,先经过焊料到铝基板的PCB,再通过导热胶才到铝散热器。LED灯具的散热实际上包括导热和散热两个部分。有一个概念先要搞清楚,就是导热和散热的区别。导热就是要把热量最快地从发热源传送到散热器表面,而散热则是要把热量从散热器表面散发到空气中去。首先要把热最快的导出来,然后要最有效地散到空气里去。传统的散热器的热沉是铝翅片,我们的热沉是:微槽群相变技术。
微槽群相变冷却技术是依靠技术手段(如设备结构:微槽等手段)把密闭循环的冷却介质(若介质为水)变为纳米数量级的水膜,水膜越薄,遇热蒸发能力越强,潜热交换能力越强,大功率电子器件的热量被蒸气带走。
在毛细微槽群复合相变取热器内表面加工许多微槽道,形成微槽群结构,利用微细尺度复合相变强化换热机理,实现在狭小空间内,对小体积的高热流密度及大功率的器件的高效率地取热。毛细微槽群复合相变取热器取出的热量由蒸汽经蒸汽回路输运到远程的高效微结构凝结器中,在微结构冷凝器内微细尺度凝结槽群结构表面上进行高强度微尺度蒸汽凝结放热。冷凝器凝结所释放的热量可迅捷地扩散到微细尺度凝结槽群结构表面,并经壁面向外传导到微结构冷凝器的外壁的肋表面上,通过与外界环境进行对流换热将热量释放到环境中去。凝结液通过凝结液体回路,在压力梯度作用流回到微槽群复合相变取热器。从而实现系统自身取热与放热的高效率、无功耗的封闭循环,达到器件冷却的目的。微槽群复合相变取热器的取热面与电力电子器件紧密接触,其内表面刻有许多复合相变微槽道,集成为复合相变微槽群。微槽群复合相变取热器中有少量的具有一定汽化潜热的液体工质。液体工质在微槽群自身结构所形成的毛细压力梯度的作用下沿微槽流动,同时在微槽中形成扩展弯月面薄液膜蒸发和厚液膜核态沸腾的高强度微细尺度复合相变强化换热过程,使液体工质变成蒸汽,利用汽化潜热带走电力电子器件工作时产生的巨大热量,从而将器件的工作温度降低并控制在理想的范围内。微槽群复合相变冷却系统由小尺寸取热元件(微槽群复合相变取热器)、热量及流体输运管路、远程放热元件(远程微结构凝结器)部分构成。其中,热量及流体输运管路包括输运热量的蒸汽回路和输运凝结液的凝结液回路两部分,分别将微槽群复合相变取热器和远程微结构凝结器连接起来,形成一个对外封闭的微负压循环系统。微槽群复合相变取热器取出图1 微槽群复合相变冷却系统结构示意图。
间壁式换热器可分为板式换热器、夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、管壳式换热器。
混合式换热器可分为冷却塔(或称冷水塔)、气体洗涤塔(或称洗涤塔)、喷射式热交换器、混合式冷凝器。
蓄热式换热器是用于进行蓄热式换热的设备。内装固体填充物,用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子(有时用金属波形带等)。换热分两个阶段进行。第一阶段,热气体通过火格子,将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段,冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用,即当热气体进入一器时,冷气体进入另一器。常用于冶金工业,如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业,如煤气炉中的空气预热器或燃烧室,人造石油厂中的蓄热式裂化炉。
上述换热器,由于材质的限制,抗氧化能力差,不能在恶劣环境(如强碱、强酸环境)下使用,导致现在高温窑炉的余热无法回收下长期使用,余热回收率低。如果是烧铝钒土的窑炉,金属换热器非常容易被酸碱损坏,无法达到余热回收的目的。
如果使用陶瓷换热器,由于陶瓷本身材质的特性,决定的它的抗氧化能力要比金属换热器强上许多,陶瓷换热器具有以下特点:
1、耐高温,耐腐蚀,所以可以把陶瓷换热器放在离烟道出口最近、温度最高的地方,那么它的余热利用率高,换热效果好,节能率高。但金属换热器放在陶瓷换热器的部位就很快被烧坏了。
2、陶瓷换热器使用方法直接、简单、快捷、一次性投资少、投资成本低、换热温度稳定、效率高、寿命长、不堵塞、不漏气、更换方便,不存在煤气在切换时浪费跑掉。
3、使用寿命上,同等情况下陶瓷换热器是金属换热器几倍或几十倍。
如果不使用换热器,助燃风温度就是一般常温(-10℃-40℃),但通过陶瓷换热器加热的助燃风温度可达300℃-800℃,不但可以达到节能的目的,而且提高了环境效益。