Cómo resolver el problema de incrustaciones en el intercambiador de calor durante el proceso de concentración de líquido de titanio

1.1 Sistema de recuperación de calor que ahorra energía

En las habitaciones estándar de gama media y alta, el volumen de aire fresco debe ser del 30~ 50 m3/(persona.h). La carga representa 1/4~1/3 de la carga del aire acondicionado. En términos generales, cuando la relación entre el volumen de aire fresco y el volumen de aire de escape es inferior a 1:1,05, el "baño de visitas debe mantener la presión negativa" requerida por la literatura [1] puede satisfacer la respiración humana y el olor corporal. , humo, polvo. El aire contaminado, como la humedad, se puede enviar al aire fresco exterior tratado para mejorar la calidad del aire interior. Sin embargo, esto consume más del 30% de la energía que consume el aire acondicionado.

En la mayoría de los hoteles, el aire de escape en los baños de huéspedes está relativamente concentrado y la cantidad de gases de escape acumulados es relativamente grande. El volumen de aire de escape es relativamente estable dentro de un cierto período de tiempo. Cantidad de energía fría y caliente, que tiene un gran valor de utilización. La literatura [2] ha establecido claramente: "Cuando una habitación de huéspedes está equipada con un sistema de escape y aire fresco independiente, se debe utilizar un dispositivo de recuperación de calor total o de calor sensible" para recuperar el calor o la energía fría del aire de escape en el aire. Habitaciones acondicionadas para precalentar el aire fresco y preenfriar. Si se utiliza un intercambiador de calor rotativo, la tasa total de recuperación de calor puede alcanzar entre el 70% y el 85%, lo que ahorra en gran medida el consumo de energía del tratamiento de aire fresco. La unidad de intercambio de calor puede ahorrar correspondientemente entre el 10% y el 20% de la carga total de la unidad. aire acondicionado, que puede reducir el costo de los acondicionadores de aire y equipos auxiliares. La capacidad instalada del dispositivo. Se puede ver que el sistema de recuperación de calor de aire fresco y aire de escape compuesto por unidades de intercambio de calor es una medida de ahorro de energía para utilizar los gases de escape.

1.2 Ejemplo de diseño de sistema de recuperación de calor

Un edificio en la ciudad de Changsha diseñó un sistema de recuperación de calor de escape de una habitación de huéspedes.

El edificio cuenta con un total de 448 habitaciones en los pisos 24 al 37, todas ellas configuradas como habitaciones dobles estándar de hotel de segundo nivel. El volumen de aire fresco de cada habitación es de 80 m3/h, y el volumen de aire total es de 3,6 t104 m3/h; el volumen de aire de extracción de cada baño es de 90 m3/h, y el volumen de extracción total de todas las habitaciones es de 4; t104m3/h. Por lo tanto, la relación entre el volumen de aire fresco y el volumen de aire de extracción para determinar el área de la habitación de huéspedes es 1:1,11. Esta parte del edificio también cuenta con salas auxiliares como oficinas y conferencias y pasillos cerrados, todos los cuales necesitan suministro de aire fresco. Según el cálculo, el volumen total de aire fresco es de aproximadamente 5t104 m3/h.

De acuerdo con la relación entre el volumen de aire fresco del sistema y el volumen de aire de escape de 1,25:1, consulte la muestra del producto, seleccione un rotor con una densidad de 12 orificios/cm2 y un espesor de 200 mm. , y una velocidad máxima de 10r/min. Intercambiador de calor de ruedas. Con un volumen de aire nominal de 5t104 m3/h, un diámetro de canal de 3800 mm y otros parámetros, verifique la curva característica del equipo: tasa de intercambio de humedad y calor e=0,72.

Tomando el verano de Changsha como ejemplo, la temperatura exterior de bulbo seco tw=35,8℃, la temperatura de bulbo húmedo ts=27,7℃, la humedad relativa ts=2,5% y la humedad ts=2,5%. 7 ℃, humedad relativa pw = 55 %, valor de entalpía correspondiente hw = 90 kJ/kg. Los parámetros de la habitación se determinan de la siguiente manera: temperatura ambiente tn = 26 ℃, humedad relativa pn = 60 %, valor de entalpía correspondiente hn = 59 kJ/ kg; .

Según la fórmula de cálculo (9 - 103) de la literatura [3], el calor total recuperado de los gases de escape se puede obtener:

QT = G( hw - hn )e

En la fórmula, QT es el calor total, kJ/h; G es el volumen de aire fresco tratado, kg/h; e es el volumen de aire fresco tratado, kg/h; volumen de aire fresco tratado, kg/h; e es el calor total recuperado del gas de escape, kg/h. kg/h; e es la eficiencia de intercambio de calor y humedad.

Después del cálculo, el calor total recuperado es 134 t104 kJ/h.

El edificio utiliza enfriadores centrífugos importados. Según la literatura [4], el índice integral de consumo de energía de este tipo de diseño (es decir, la tasa de intercambio de calor y humedad e=0,72 kW de la unidad de intercambio de calor del equipo de aire acondicionado equipado para fabricar y entregar 1 kW de capacidad de refrigeración por hora) es generalmente de 0,30 ~ 0,34 kW/kW. Es decir, en 1 hora, la carga de refrigeración del aire acondicionado recuperada a través del sistema de recuperación de calor puede reducir la capacidad instalada total de todos los equipos de proceso de refrigeración en 112 kW. 112 kilovatios. Si el sistema funcionara las 24 horas del día, se ahorrarían 2.688 kWh al día sólo en equipos de aire acondicionado y refrigeración.

Obviamente, para los hogares que consumen mucha energía y utilizan principalmente electricidad, el sistema de recuperación de calor puede recuperar energía y reducir el consumo de energía, y se deben hacer esfuerzos para implementarlo.

2 Análisis de los dispositivos de recuperación de calor

2.1 Descripción general de los dispositivos de recuperación de calor

Además de los intercambiadores de calor rotativos, existe una variedad de dispositivos de recuperación de calor.

Basado en la naturaleza de la recuperación de calor del aire de escape en las habitaciones, se utiliza un intercambiador de calor de tipo medio de calor intermedio, que tiene las ventajas de no haber contaminación cruzada entre el aire fresco y el aire de escape, y es conveniente y flexible. disposición. Sin embargo, es necesario configurar una bomba de circulación de agua, consumir electricidad para transportar el medio térmico intermedio, transferir frío y calor y ocuparse del sistema de agua. Además, su pérdida de temperatura es grande, la eficiencia térmica es sólo del 40% al 50% y el calor latente no se puede recuperar; aunque el intercambiador de calor de placas no tiene equipo de transmisión, la unidad de intercambio de calor solo puede recuperar el calor sensible; el intercambiador de calor necesita depender de otro tipo de intercambiador de calor. El cambio de fase del medio se utiliza para la transmisión y el calor latente no se puede recuperar; la bomba de calor de recuperación de calor del aire tiene una alta eficiencia de ahorro de energía y puede recuperar una gran cantidad de calor latente. Sin embargo, requiere una serie de instalaciones de apoyo, como compresores, condensadores y evaporadores, y su propio consumo de energía, inversión en equipos y carga de trabajo de mantenimiento y gestión son mayores que los de otros equipos.

2. Intercambiador de calor rotativo

El intercambiador de calor rotativo tiene la propiedad de intercambio de calor completo. En el cuerpo giratorio del intercambiador de calor, hay particiones en ambos lados para permitir que el aire fresco y el aire de escape fluyan en direcciones opuestas. El rotor gira lentamente a una velocidad de 8~10 r/min, recolectando el frío y el calor del aire de escape en un cuerpo de almacenamiento de calor de lámina de aluminio resistente a la corrosión cubierto con una capa higroscópica, y luego lo transfiere al aire fresco. El aire pasa a través del cuerpo de almacenamiento de calor a un caudal de 2,5~3,5 metros/segundo, y el calor y la humedad se intercambian a través de la diferencia de temperatura y la diferencia de presión parcial del vapor de agua entre el aire fresco y el aire de escape. Por lo tanto, la unidad de intercambio de calor no llenará las tuberías que limpian la torre de enfriamiento con agua. Puede recuperar tanto el calor sensible como el calor latente.

El intercambiador de calor rotativo tiene funciones de autopurificación y depuración. El cuerpo de almacenamiento de calor es una unidad de intercambio de calor compuesta de láminas planas y corrugadas. Sus canales axiales paralelos permiten que el flujo de aire interno forme un flujo laminar no sesgado, evitando el fenómeno de que las partículas de polvo entren con el flujo de aire bloqueando el canal. La superficie lisa de la rueda y la dirección laminar alterna del flujo de aire garantizan un buen efecto de autopurificación del propio cuerpo acumulador de calor. La carcasa del cuerpo de la rueda está conectada con un ventilador de purificación. Cuando el cuerpo de la rueda gira desde el lado de escape hacia el lado del aire fresco, una pequeña cantidad de aire fresco pasa a través del ventilador y la suciedad residual temporal en el cuerpo de almacenamiento de calor. Se lava en el lado de escape, evitando que los olores y las bacterias se transfieran al aire fresco, lo que es perjudicial para la rueda. El cuerpo juega un papel purificador. Para proteger el fino y suave papel de aluminio del desgaste, es necesario instalar un filtro de aire en el lado de entrada de aire del equipo.

El intercambiador de calor rotativo es autocontrolado. El dispositivo de control automático adjunto al cuerpo del rotor puede adaptarse a los cambios en el ambiente externo y cambiar la relación de velocidad en cualquier momento para garantizar que la temperatura y la humedad del aire antes de ingresar al procesador de aire fresco alcancen el valor establecido, de modo que el intercambiador de calor pueda operar económicamente durante todo el año.

En resumen, el intercambiador de calor giratorio es la mejor opción como dispositivo de recuperación de calor de escape de una habitación. Pero también tiene una debilidad que no se puede ignorar, que es el problema que se debe resolver al diseñar la configuración del sistema de la unidad de intercambio de calor:

1) Debido a la diferencia de presión entre el aire de suministro y el aire de escape, la fuga de gas no se puede evitar por completo. Contaminación cruzada, una pequeña cantidad de gas se escapa entre sí. La prueba de trazador de partículas de polvo de 0,1~1 mm

y gases trazadores radiactivos en el aire de escape muestra que cuando el ventilador autolimpiante está funcionando parcialmente, la tasa de aire de escape que se filtra al aire fresco es del 0,013%.

② Debido a la estructura densa del rotor y la influencia del canal de cambio de rotación, la caída de presión del flujo de aire es grande, generalmente alrededor de 125 Pa.

③Para garantizar la alta eficiencia del regenerador y aprovechar al máximo el efecto de recuperación de la humedad y el intercambio de calor, el caudal en el lado de barlovento del rotor se limita para que no sea demasiado grande. Por lo tanto, la sección transversal del rotor por unidad de carga es relativamente grande, lo que hace que todo el equipo ocupe un espacio demasiado grande en el edificio.

4. El intercambiador de calor rotativo fija y limita las posiciones de los puertos de suministro y escape de aire. La tecnología actual de la unidad de intercambio de calor ha permitido que comience el período de actualización del equipo de la máquina envasadora de almohadas.

3 El intercambiador de calor rotativo fija la posición de los tubos de suministro y escape de aire. La unidad de intercambio de calor utiliza actualmente esta tecnología para actualizar el equipo de la máquina envasadora de almohadas.

3 Racionalidad de la configuración del sistema de recuperación de calor

Para el sistema de recuperación de calor, además de los tres factores internos de "concentración, gran escala y estabilidad" mencionados anteriormente, que pueden ser Utilizado, las condiciones externas son, el aire fresco y el aire de escape se recogen en el mismo lugar. Esto requiere una consideración general en la división del sistema, la disposición de los conductos y la ubicación de los ventiladores de retorno y de aire de retorno, la recuperación de calor y los equipos de tratamiento de aire fresco.

Al mismo tiempo, es necesario mantener sus propias características del aire fresco y del entorno de escape para que la configuración del sistema sea más razonable y completa.

3.1 La salida de aire debe recogerse verticalmente hacia arriba

Al tomar un baño caliente en el baño de visitas, se produce un fenómeno de flujo de aire ascendente. En caso de un corte de energía, el grupo del intercambiador de calor y el eje deben garantizar que el aire caliente fluya sin obstáculos desde la salida de escape para evitar que los gases residuales acumulados en el techo se propaguen a otras habitaciones y causen contaminación secundaria. El procesador de aire fresco y la recuperación de calor deben ubicarse en la parte superior del piso de equipos de la habitación de huéspedes, y se debe considerar la presencia de una caja de presión estática en la parte superior del tubo principal horizontal del sistema de escape.

3.2 El tamaño del sistema debe ser moderado

Generalmente, la altura del piso del equipo intermedio de la unidad de intercambio de calor en un edificio de gran altura es inferior a 4,5 metros sin incluir las vigas. la altura neta de la habitación es de sólo unos 3,6 metros. Sólo los conductos del sistema de aire fresco ocupan la mayor parte del espacio. La literatura [2] estipula que "el volumen de aire máximo del sistema no excede 4t104m3/h", y el volumen de aire del contorno exterior del intercambiador de calor rotativo de 3t104m3/h es 3100 mmt3100 mm. Claramente, existen dificultades considerables a la hora de configurar un sistema de recuperación de calor. Por lo tanto, para sistemas de recuperación de calor de carga grande, cuando el volumen de aire es superior a 1,5t104 m3/h, se deben formar más de dos sistemas pequeños, lo que favorece la distribución uniforme del volumen de aire en cada ramal del sistema y el equilibrio. ajuste de la presión del aire.

3. Presión de aspiración del aire de entrada y salida

Para ejercer el efecto de autopurificación del ventilador, la diferencia de presión entre los lados de suministro y escape debe alcanzar los 200 Pa. Por lo tanto, cuando el sistema está dispuesto de manera que el aire de suministro sea presionado hacia la succión de aire de escape, se debe garantizar que la presión en el lado de suministro sea mayor que la presión en el lado de escape, de modo que no haya problemas de escape de aire. goteando al aire fresco. Este tipo de sistema de aire acondicionado con altos requisitos de calidad del aire es sin duda una forma eficaz y segura de unidad de intercambio de calor. Ver Figura 1.

4 Unificar medidas de ahorro de energía para edificios y aire acondicionado

La cuestión clave al implementar la unidad de intercambio de calor del sistema de recuperación de calor de escape de la habitación de huéspedes es que las medidas de ahorro de energía para la profesión de la construcción y la del aire acondicionado deben estar unificadas. El especialista en aire acondicionado debe proponer medidas de ahorro de energía del aire acondicionado y planes de diseño viables lo antes posible, de modo que el especialista en construcción pueda prepararse para la planificación de las instalaciones del edificio, asignar racionalmente el terreno para los equipos y los pozos del sistema, y ​​todos los especialistas en aire acondicionado deben cooperar. cercanamente. Realmente haga que la tecnología del sistema de recuperación de calor de escape de la habitación de huéspedes esté enfocada en el hotel.

La recuperación del calor de escape de las habitaciones de huéspedes es una medida de ahorro de energía a largo plazo, y las unidades de intercambio de calor son un campo técnico que debe fortalecerse en las profesiones de la construcción y el aire acondicionado. Sin embargo, debido a problemas como la gran inversión en equipos y la dificultad en el diseño del sistema, actualmente rara vez se utiliza en nuestro país. Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo ampliar el alcance de aplicación de la tecnología de recuperación de calor en los sistemas de extracción de habitaciones de huéspedes.

Referencias

1 “Código de Diseño de Edificios Turísticos” J GJ 62-90.

2 GB 50189-93 "Norma de diseño de ahorro energético para ingeniería térmica y climatización de edificios hoteleros turísticos".

3 Qian Yiming. Climatización y ahorro energético en edificios de gran altura. Shanghai:

3 Qian Yiming. Esta etapa de limpieza no incluye el haz de tubos del intercambiador de calor, 1990: 527 - 550.

4 Liu Wei, Qin Huimin Verano en una oficina. edificio en Shanghai Investigación y análisis del consumo de energía de operación de aire acondicionado Qin Huimin: Qin Huimin Investigación y análisis del consumo de energía de aire acondicionado en verano de cinco edificios de gran altura en Shanghai. Tecnología de aire acondicionado y calefacción, 1988, (2): 16 - 23..