Análisis comparativo de métodos de intercambio de calor para la recuperación de calor residual de compresores de aire

Análisis comparativo de métodos de intercambio de calor para la recuperación de calor residual de compresores de aire

       Durante la operación del compresor de aire, se generará calor residual de aceite y calor residual de gas.En principio, si estos dos tipos de calor pueden recuperarse, el beneficio del ahorro de energía mejorará considerablemente.

       Para garantizar el funcionamiento normal de las tres funciones principales del aceite lubricante del compresor de aire, la temperatura de funcionamiento del compresor de aire tiene un rango de temperatura razonable y óptimo: 60℃～85℃.Si el funcionamiento del compresor de aire supera los 85℃, el aceite del compresor de aire envejecerá y se coquizará, el efecto lubricante se reducirá y el efecto de sellado se deteriorará, lo que conducirá a la falla del compresor de aire y afectará el funcionamiento normal del compresor de aire.Además, la mayoría de los fabricantes de compresores de aire configuran la temperatura de funcionamiento del ventilador para que comience en 85°C y parada en 75°C. La salida de aire del compresor de aire de tornillo disminuirá con el aumento de la temperatura de funcionamiento de la unidad.

           En uso real, la eficiencia mecánica del compresor de aire no funcionará de manera estable a la tasa de producción de gas calibrada en 80 °C. Cuando la temperatura aumenta en 1°C, la producción de gas disminuye en un 0,5%, y cuando la temperatura aumenta en 10°C, la producción de gas disminuye un 5%.Generalmente, los compresores de aire con refrigeración por aire y disipación de calor funcionan entre 88 y 96 ℃, y la tasa de disminución es de 4-8%, especialmente en verano.

           En el proceso de compresión del compresor de aire, el eje principal del equipo se impulsa principalmente para impulsar el proceso de compresión.Debido a la fricción entre el husillo y el casquillo del cojinete durante el funcionamiento, la temperatura del husillo aumenta.La temperatura elevada es muy perjudicial para los equipos en funcionamiento.Esta parte del calor depende del aceite lubricante para eliminar el calor en el proceso de lubricación de las piezas en funcionamiento.El calor extraído finalmente se transfiere al aceite lubricante, lo que aumenta la temperatura del aceite lubricante.Por lo tanto, si se lleva a cabo la transformación de la utilización de la energía térmica, la temperatura de funcionamiento del escape y la temperatura del aceite de la unidad del compresor de aire se controlan dentro del rango de temperatura óptimo, y se reduce el tiempo de funcionamiento del ventilador de refrigeración del compresor de aire de tornillo, lo que puede ahorre mucha energía eléctrica y, al mismo tiempo, garantice mejor el volumen de aire.

         Recuperación de calor residual del compresor de aire es un dispositivo de ahorro de energía muy ecológico y eficiente.No tiene ningún efecto adverso sobre el propio compresor de aire.Por el contrario, puede reducir efectivamente la temperatura de funcionamiento del compresor de aire, mantener el compresor de aire a una buena temperatura de funcionamiento y mejorar el compresor de aire.Se mejora la eficiencia de la máquina y el ventilador de enfriamiento original se detiene para ahorrar energía.Como un nuevo tipo de equipo de ahorro de energía de alta eficiencia, el equipo de recuperación de calor residual del compresor de aire produce completamente agua caliente a partir del calor generado por el compresor de aire, sin el consumo de energía posterior.

Recuperación de calor residual del compresor de aire de placas

        En el campo de la recuperación de calor residual del compresor de aire, la recuperación de calor residual del compresor de aire de placa.Es la tecnología de recuperación de calor residual de compresores de aire más popular y ampliamente utilizada en la industria.El principio fundamental es utilizar el intercambiador de calor para recuperar el calor residual del aceite y el calor residual del gas en el compresor de aire.En la recuperación del calor residual de los compresores de aire, el uso de intercambiadores de calor de placas representa la mayor proporción.La razón es que el proceso de fabricación es simple, el ciclo de producción es corto, el costo es bajo y el precio es económico, por lo que muchos proyectos prefieren los intercambiadores de calor de placas.

Ventajas de la recuperación de calor residual de placas:

1) Alta eficiencia de transferencia de calor: el acero inoxidable con paredes delgadas tiene una alta eficiencia de transferencia de calor;

2) Tamaño reducido: el intercambiador de calor de placas tiene una estructura compacta;

3) Peso ligero: el grosor de la placa del intercambiador de calor de placas es de solo 0,4-0,8 mm;

4) Precio bajo: Los intercambiadores de calor de placas son baratos.

Sin embargo, debido a la influencia de su propia estructura, el equipo de recuperación de calor residual tipo placa también tiene las siguientes desventajas:

1) El rendimiento del sellado es deficiente, fácil de filtrar y la junta debe reemplazarse con frecuencia;

2) La presión de operación está sujeta a ciertas restricciones, generalmente sin exceder 1MPa;

3) La temperatura de uso está limitada por la resistencia a la temperatura del material de la junta;

4) Fácil de bloquear, no apto para fluidos que contengan sólidos en suspensión;

5) La resistencia del fluido es mayor que el tipo tubular.

        La razón principal es que el medio de aceite de alta temperatura calienta el agua endurecida, que es fácil de producir incrustaciones.El intercambiador de calor de placas tiene un espacio de canal de flujo estrecho, y si hay incrustaciones, es muy fácil bloquearlo, lo que resulta en una disminución de la eficiencia del intercambiador de calor.

   Debido a esta situación, los intercambiadores de calor tubulares vuelven a estar en el mercado.

Intercambiador de calor tubular y sus características.

        El intercambiador de calor de tubo enrollado es un nuevo tipo de intercambiador de calor, y su estructura es diferente del intercambiador de calor de carcasa y tubo ampliamente utilizado en la industria industrial.El tubo de intercambio de calor del intercambiador de calor está enrollado en espiral y enrollado en múltiples capas.Se mantiene una cierta distancia entre cada capa y la capa anterior a través de la placa espaciadora sucesivamente, y la dirección de bobinado entre las capas es opuesta.Dado que se puede alargar la longitud del intercambiador de calor en la carcasa, se puede acortar el tamaño de la carcasa del intercambiador de calor y se puede mejorar la eficiencia de la transferencia de calor.

       Desde el primer diseño y fabricación del intercambiador de calor de tubos helicoidales, han aparecido muchos tipos nuevos de intercambiadores de calor de tubos helicoidales en forma de tubos helicoidales, pero las estructuras principales son similares.

       En comparación con los intercambiadores de calor de placas, los intercambiadores de calor tubulares tienen algunas ventajas incomparables: amplio rango de temperatura aplicable, adaptabilidad al choque térmico, autoeliminación del estrés térmico y alta compacidad.Hay una zona muerta de flujo, especialmente al configurar múltiples pasos de tubería (lado de una sola carcasa), es posible cumplir con el intercambio de calor simultáneo de múltiples fluidos en un dispositivo.Por lo tanto, el intercambiador de calor tubular es un intercambiador de calor eficiente y compacto con una estructura compleja.Aunque el costo es mayor, tiene muchas ventajas:

1. Espaciamiento preciso del tubo de intercambio de calor.Debido a su material, es difícil que las tuberías de acero inoxidable tengan plasticidad al doblarlas o enrollarlas.Para lograr un espaciado uniforme de todos los tubos de intercambio de calor, se requiere una tecnología completa y una rica experiencia en producción y procesamiento.

2. Número razonable de capas de tubos y espaciado entre capas.Durante el intercambio de calor, los diámetros relativos de los tubos de cada capa cambian y los ángulos deben mantenerse iguales.De hecho, es difícil asegurar que las longitudes de cada tubo de intercambio de calor sean básicamente las mismas.El diseñador diseñó una cantidad diferente de tubos de intercambio de calor para cada capa, así como un espacio entre capas razonable, lo que supera perfectamente este problema y también resuelve los requisitos del canal de flujo en condiciones complejas de intercambio de calor.

3. Proceso de soldadura.En el proceso de producción de equipos, se utiliza soldadura robótica totalmente automatizada para garantizar que todos los puntos de soldadura, especialmente la soldadura de placas tubulares, tengan estándares uniformes y un alto rendimiento de seguridad.

4. Amplio rango de aplicación, estructura compacta y gran área de transferencia de calor por unidad de volumen.Para tubos de transferencia de calor con un diámetro de 8 a 12 mm, el área de transferencia de calor por metro cúbico de volumen puede llegar a 100-170 metros cuadrados.

5. No hay ángulo muerto de flujo, y un solo dispositivo puede llevar a cabo la transferencia de calor de varios medios al mismo tiempo, lo que tiene poca resistencia a la transferencia de calor en la ruta del gas y no es fácil de escalar.

6. El uso de soldadura robótica totalmente automatizada garantiza una alta presión operativa en la tubería, y la presión operativa máxima actual puede alcanzar más de 20 MPa.

7. La expansión térmica del tubo de transferencia de calor puede compensarse por sí misma.

8. El intercambiador de calor es fácil de lograr un desarrollo a gran escala y es adecuado para compresores de aire sin aceite y centrífugas para el intercambio de calor del circuito de gas.

9. Baja probabilidad de depósito de impurezas, baja tendencia a la incrustación y larga vida útil

En resumen, con el progreso continuo de la tecnología de recuperación de calor residual de los compresores de aire, la recuperación de calor residual de los compresores de aire tubulares es mucho mejor que la recuperación de calor residual de placa, que es fácil de filtrar y bloquear.Se cree que aportará más potencia para acompañar el funcionamiento de los compresores de aire y crear más beneficios para los usuarios.