بازیابی حرارتی در صنعت

بازیابی حرارتی در صنعت – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

بازیابی حرارتی در صنعت [۱]

این مقاله اطلاعاتی را در زمینه های زیر ارائه می‌دهد.

• انواع سیستم های بازیابی حرارتی موجود

• عملکرد انرژی سیستم های مختلف و

• کاربردهای سیستم های بازیابی حرارتی

مقدمه

فرایندهای صنعتی انرژی را مصرف نموده و معمولا حرارت و گرمای اضافی را مورد استفاده قرار نمی‌دهند. در شرایط صحیح تکنیک های بازیابی حرارتی تلاش می‌کنند تا موثرترین استفاده را از این حرارت با استفاده از تجهیزات یا سیستم های مختلف و با در نظر گرفتن منابعی همچون سرمایه، نیروی انسانی و مواد داشته باشند. این گرما و حرارت اضافی[۲] بصورت های زیر حاصل می‌شود :

• خروجی های داغ از گرمخانه ها و کوره ها[۳]

• جریان های آب یا هوای داغ ناشی از سیستم های سرمایشی و

• گرمای ناشی از یک منبع اتلافی[۴]

با استفاده صحیح، تکنیک های بازیابی حرارتی سبب صرفه جویی های قابل توجه در انرژی و بهبود در کیفیت و مراحل تولید می‌شوند. حرارت بازیابی شده به دو طریق می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد :

• این حرارت می‌تواند در فرایندی که از آن بدست آمده مورد استفاده مجدد قرار گیرد و یا

• برای گرمایش فضا[۵] و دیگر فرایندهای گرمایشی که سبب بهبود راندمان کلی مصرف انرژی[۶] خواهد شد مورد استفاده قرار گیرد.

بازیابی حرارتی در صنعت

سیستم های بازیابی حرارتی

سیستم های بازیابی حرارتی معمولا برای انتقال گرما به یا از گازها، مایعات، بخارها و جریان های ذرات جامد مورد استفاده قرار گرفته اند. این سیستم ها را می‌توان بصورت زیر طبقه بندی نمود :

• گاز / گاز

• گاز / مایع

• مایع / مایع

• مایع / بخار (تبخیر)

• بخار / مایع (تقطیر)

• پمپ های حرارتی

پیش از تعیین و انتخاب شیوه بازیابی حرارتی که برای کار شما مناسب خواهد بود، بررسی نیازمندی ها و احتیاجات کلیدی مبدل (های) حرارتی ضروری است. این احتیاجات عبارتند از :

• ماکسیمم فشاری که مبدل می‌تواند تحمل کند

• محدوده دمایی برای عملکرد عادی

• محدودیت های سیالی

• محدوده اندازه و سایز موجود

تعدادی سیستم متداول برای بازیابی حرارتی وجود دارند.

[۱] Heat Recovery in Industry

[۲] Surplus Heat

[۳] Hot Exhaust from Ovens and Furnaces

[۴] Effluent Source

[۵] Space Heating

[۶] Overall Efficiency of Energy Use

بازیابی حرارتی در صنعت

لوله حرارتی[۱]

لوله حرارتی یک سیستم تبخیر و تقطیر مایع و معمولا استوانه ای شکل است. اغلب مبدل های لوله حرارتی از آب به عنوان سیال کاری استفاده می‌کنند، اما دماهای بالاتر با استفاده از مایعات ارگانیک قابل دسترسی هستند. حرارت از گاز داغ داخل شونده به بخش اواپراتور لوله حرارتی منتقل می‌شود.

[۱] Heat Pipe

بازیاب دوار

بازیاب دوار یا چرخ حرارتی یک مبدل حرارتی چرخان گاز به گاز است که انرژی را از گاز خروجی به گاز ورودی منتقل می‌کند. چرخ حرارتی در بردارنده دو داکت مجاور می‌باشد. یکی از داکت ها حامل گاز خروجی، دیگری حامل گاز ورودی که گرم می‌شود و در جهت مخالف می‌باشند. بطور عادی نشتی درون جریانی[۱] باید مجاز شده باشد، گرچه این نشتی در بعضی از طراحی ها به میزان قابل توجهی می‌تواند کاهش داده شود.

[۱] Inter-Stream Leakage

کویل گسترده در پیرامون

سیستم کویل گسترده در پیرامون یک شبکه مبدل حرارتی غیر مستقیم بین دو جریان سیال  است که تا حدودی از یکدیگر فاصله دارند. این مورد شیوه‌ای موثر از عمکلرد لوله‌کشی اتصالی حامل یک مایع (معمولا آب)، آب/گلیکول و یا یک سیال دما بالا می‌باشند. مبدل های استفاده شده در سیستم معمولا کویل ها با سطوح گسترش یافته/ لوله پره دار[۱] (گنجانده شده در داخل داکت) و متصل بوسیله لوله کشی به یک پمپ دوار[۲] هستند.

[۱] Extended Surface/Finned Tube Coils

[۲] Circulating Pump

بازیابی حرارتی در صنعت

رکیوپریتور

در یک سیستم مبدل بازیاب حرارتی گاز به گاز، حرارت از یک لوله بخار داغ یا جریان گاز خروجی به یک هوای ورودی یا جریان گاز فرایند منتقل می‌شود. رکیوپریتورها معمولا برای انتقال حرارت از گازهای خروجی به هوای احتراق[۱] مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

[۱] Combustion Air

مبدل پوسته- لوله ای

مبدل پوسته- لوله ای متداولترین نوع در صنایع تولیدی، شیمیایی و نفتی می‌باشد. این نوع مبدل قابلیت طراحی برای استفاده در تمام محدوده های دمایی و فشاری مورد نیاز در این صنایع را دارد. معمولا این نوع از مبدل آرایش لوله هایی حامل دو سیال که در جهت خلاف یکدیگر در جریان هستند و بوسیله پوسته ای استوانه ای احاطه شده اند را دارد.

مبدل حرارتی مارپیچ

در مبدل حرارتی مارپیچ سیال داغ از مرکز واحد وارد شده و از داخل به سمت خارج جریان می‌یابد. در مقابل، سیال سرد از محیط (پیرامون) وارد شده و به سمت مرکز جریان می‌یابد. بواسطه این که سیال سرد گرداگرد سمت خارجی واحد جریان دارد این طراحی به گونه چشمگیری خود به خود عایقکاری شده است.

مبدل حرارتی صفحه ای[۱]

مبدل حرارتی صفحه ای یکی از فشرده ترین و اقتصادی ترین راه حل ها را برای مسائل شامل  انتقال حرارت بین مایع – مایع  ارائه می‌دهد. هر صفحه بوسیله یک واشر[۲] جدا شده و جریان ها در داخل مسیرهای متناوب (یک در میان) جریان می‌یابند. سطوح انتقال حرارت بیش از  را می‌توان فراهم نمود و دبی های جریان مایع می‌توانند تا حدود  تغییر کنند.

[۱] Plate Heat Exchanger (PHE)

[۲] Gasket

پمپ حرارتی

پمپ های حرارتی در مقابل سیستم های تبرید هستند. آنها انرژی را از منابع حرارتی دما پایین دریافت نموده و آنرا به دماهای بالاتر و موثرتر ارتقاء می‌دهند. پمپ های حرارتی در موقعیت های صنعتی در دو حوزه عمده مورد استفاده قرار گرفته اند : سیکل تراکم مجدد بخارآب[۱] (به بخش بعد مراجعه کنید) و سیکل بسته پمپ حرارتی ( بهترین شیوه برای فرایندهای خشک کننده از طریق جابجایی).

[۱] Steam Recompression Cycle

تراکم مجدد بخار فرایند

بخار در بسیاری از صنایع به عنوان یک واسطه گرمایشی برای تبخیر، تقطیر و خشک نمودن مایعات مورد استفاده قرار گرفته است. امکان بازیابی حرارت اتلافی که معمولا در این فرایندها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بوسیله یک سیستم تراکم مجدد بخار وجود دارد. این سیستم (شناخته شده به عنوان تراکم مجدد مکانیکی بخارآب[۱]) یک پمپ حرارتی است که در آن سیال کاری (بخار آب یا بخار) برای گرم نمودن فرایند مورد استفاده قرار گرفته است. بخار تولید شده متراکم شده و در نتیجه دما و فشارش افزایش می‌یابد. و سپس از درون مبدل حرارتی عبور کرده و گرمای نهانش را به فرایند تحویل می‌دهد.

[۱] Mechanical Vapor Recompression (MVR)

بازیابی حرارتی در صنعت

نتیجه گیری

بازیابی حرارت عرصه ای است که در آن نوعی صرفه جویی اساسی در سرمایه را می‌توان اعمال نمود. سیستم های بازیابی حرارتی متنوعی وجود دارند و یافتن یک سیستم مناسب برای نیازهای شما منجر به صرفه جویی در سرمایه و انرژی همراه با کاهشی قابل توجه در میزان انتشار گازهای گلخانه ای[۱] خواهد شد.

[۱] Greenhouse Gas Emissions