עם התפתחות תעשיית החימום המחוזי העירוני, נעשה שימוש טוב יותר במחליף חום צלחות. בהשוואה למחלפי חום אחרים, למחליף חום צלחות יש את המאפיינים של יעילות יישום גבוהה, שטח קטן וצריכת חומרים פחותה. לכן, מחליף חום צלחות נמצא בשימוש נרחב בתעשייה הכימית, תעשיית הנפט ותעשיית החימום. אבל תהליך הבחירה של מחליף חום צלחות הוא מאוד מסובך ויש לייעל את מערכת החימום. לכן, מאמר זה מנתח בעיקר את שיטות היישום הספציפיות של תכנון חיסכון באנרגיה במערכת חימום מחליף חום הלוחות, ובהתאמה את עקרון העבודה של מערכת החימום, הבעיות הקיימות בתכנון המערכת ושיטת תכנון האופטימיזציה של מערכת החימום הם מְנוּתָח.
ניתוח של עקרון העבודה של מערכת חימום מחליף חום צלחות
מחליף חום צלחות מורכב בעיקר ממספר צלחות, ולכל צלחת יש פער מסוים. כאשר הנוזל עובר דרך הצלחת, הפער בין הלוחות יכול לשחק את התפקיד של חילופי חום וקור. מכיוון שחלל מעבר הזרימה קטן מאוד, מהירות הנוזל הזורם דרך הצלחת מהירה, וקל ליצור מערבולות, ויווצרו אדוות גדולות בין מערבולת. ההשפעה של אדווה סוערת משפרת מאוד את ביצועי העברת החום של מחליף חום צלחות. בהשוואה למחליף החום הכללי, ביצועי העברת החום שלו טובים יותר ממחליף החום הכללי, וזו אחת הסיבות החשובות לכך שמחליף חום הלוחות יכול להחליף את מחליף החום הכללי. בנוסף, אדוות סוערות גם משפרות את קשיחות הצלחת. כאשר שני סוגים של נוזלים זורמים דרך החורים בארבע פינות הצלחת, הם יווצרו תעלת זרימה במחליף חום הלוחות, ולבסוף יוצרים זרימה בכיוון או לאחור. בשלב זה, הצלחת יכולה לשמש כמדיום מחזור כדי לממש את חילופי החום, ולאחר מכן להשלים את קישור החימום של מחליף חום הלוחות. הניתוח של מערכת חימום מחליף חום צלחות יכול להבין עוד יותר את הבעיות הקיימות שלה, כגון קיבולת נושאת הצלחת, ניתן לשנות את סידור הזרימה, ניתן ליישם ביעילות אדוות מערבולות וכן הלאה. על פי הניתוח שלעיל, עלינו לייעל באופן רציף את העיצוב הקשור למבנה מחליף החום, כדי לשפר את ביצועי העברת החום של מערכת החימום של מחליף החום.
שני, צלחת מחליף חום מערכת חימום בעיות קיימות
1 בעיית התאמה של העברת חום והפחתת לחץ
עבור מחליף חום צלחות, מקדם העברת החום עומד ביחס ישר לקצב הזרימה של הנוזל בערוץ, כלומר, כאשר מהירות הנוזל בערוץ מהירה יותר, מקדם העברת החום יגדל, ומהירות קצב הזרימה יוביל לעלייה מתמדת בהתנגדות הנוזל, ולאחר מכן יגדיל את אובדן לחץ הנוזל. לכן, עלינו לבחור את קצב הזרימה המתאים או לחפש את האיזון בין אובדן לחץ ומקדם העברת חום, כדי לשפר באופן מתמיד את הביצועים המקיפים של מערכת החימום של מחליף החום.
2 לא מספיק מחקר
ההתחלה של מחליף חום צלחות מאוחרת וזמן הלימוד קצר בארצנו, מה שמגביל את הפיתוח של מערכת החימום במידה מסוימת, ולאחר מכן, זה השפיע על התכנון החיסכון באנרגיה של מערכת החימום. בנוסף, המחקר של מחליף חום צלחות אינו עמוק מספיק בארצנו וחסר את הפטנט הטכני. לכן, על המחלקות הרלוונטיות להגדיל את השקעת ההון, לרכוש את הפטנט המתאים.
3 בעיה באזור יישום מוגבל
למחליף חום צלחות יש יתרונות ייחודיים, אבל יש כמה בעיות. בכל הנוגע לתכנון מערכת החימום הנוכחית, ישנם ליקויים רבים, כגון יישום התכנון החוסך באנרגיה במערכת החימום מוגבל, מתבטא בעיקר במחליף החום קשה לתפעול בטמפרטורה גבוהה וגבוהה סביבת לחץ. הסיבה לכך היא שמרכיב הליבה של מחליף חום צלחות הוא מתכת מתכת דקה יחסית, ויכולתו לעמוד בלחץ מוגבלת, ומחליף חום צלחות משמש לעתים קרובות בייצור בתעשייה כבדה, מה שמחייב את מחליף חום הלוחות להיות בעל יכולת עמידה חזקה. לַחַץ. ניתן לראות שעבור מערכת החימום של מחליף חום הלוחות, אחד התנאים הבסיסיים לתכנון חיסכון באנרגיה הוא לפרוץ את המגבלות של יישומים קודמים.
iii. שיטת אופטימיזציה של תכנון חיסכון באנרגיה של מערכת חימום
לאחר ניתוח עיקרון העבודה של מחליף חום צלחות, הבנה מעמיקה של הגורמים המשפיעים על ביצועי העברת החום, כגון יריעות גליות, קצב זרימה, מקדם העברת חום, סידור ערוץ זרימה. עבור התכנון החוסך באנרגיה של מערכת חימום מחליף חום צלחות, עלינו לשקול באופן מלא את הגורמים המשפיעים שלה ולבצע אופטימיזציה של כל תת-מערכת באופן רציף.
1 ייעל כל הזמן את העיצוב הכולל
עבור מערכת חימום מחליף חום צלחת כולה, עיצוב חיסכון באנרגיה הוא לא רק בתכנון של מערכת החימום צריך לשקול את הבעיה, במחליף החום גם צריך לשקול את הבעיה. לכן, יש לייעל את המבנה והתפקוד של מחליף חום הלוחות תוך אופטימיזציה של לוחות מערכת החימום, כדי לממש את האופטימיזציה לחיסכון באנרגיה של מערכת החימום בכללותה, כדי לממש את התכנון החיסכון באנרגיה של מערכת החימום. בנוסף, יש לבחור באופן סביר את שיטת האופטימיזציה ומקדם עבור דרישות יישום והזדמנויות שונות
1 אופטימיזציה מתמשכת של עיצוב הצלחת
במערכת החימום של מחליף חום הלוחות, אופטימיזציה של הצלחות היא חוליה מרכזית, הכוללת בעיקר את שני השלבים הבאים:
① ליכולת של הצלחת לעמוד בלחץ יש השפעה רבה על הביצועים של מערכת החימום של מחליף חום הלוחות. לכן, יש צורך לפתח כמה חומרי ייצור עם ביצועים טובים, שהוא אחד מכיווני המחקר העיקריים של פיתוח מחליף חום.
② ייעל את חוזק הסדין ואת גלי השטח שלה. יש לנתח בקפידה את סוג, גובה וזווית הגלי. ניתן לממש את התכנון החיסכון באנרגיה של מערכת מחליף חום צלחות רק על ידי אופטימיזציה של עיצוב הצלחת בצורה סבירה.
1 התאם את מקדם העברת החום ואת ירידת הלחץ
ההתאמה בין מקדם העברת החום לירידה בלחץ מתייחסת בעיקר לאובדן הלחץ ומקדם העברת החום של נוזל שיווי המשקל. בנסיבות רגילות, ניתן להשתמש בשיטת מספר יחידת העברת החום, שיטת הפרש טמפרטורה ממוצע לוגריתמי ושיטת ניצול נפילת לחץ מקסימלית חד צדדית. המטרה העיקרית של זה היא לנתח ביעילות את ירידת הלחץ המקסימלית שהצלחת יכולה לשאת או את ירידת הלחץ המתאימה ביותר, כדי לחשב במדויק את ירידת הלחץ וקצב הזרימה של הנוזל כשהוא זורם בתעלה, כדי למצוא שיטת תכנון של ערך ירידת הלחץ המקסימלית, ולמצוא מקדם העברת חום מתאים יותר למפלת הלחץ, כדי לשפר את יכולת נשיאת הלחץ של הצלחת.
1 סידור סביר של ערוצי זרימה
הרציונליות של סידור ערוץ הזרימה קשורה ישירות לביצועים של מערכת חימום מחליף חום צלחות. ישנם הבדלים גדולים בסידור ערוץ הזרימה של סוג סדרה וסוג מעורב. לדוגמה, כאשר יש פער גדול בין מקדם העברת החום לבין ירידת הלחץ, יש צורך ליישם את סידור ערוץ הזרימה של תהליך מעורב. לכן, עבור התכנון החוסך באנרגיה של מערכת חימום מחליף חום צלחות, עלינו לשקול לא רק את היישום של מחליף חום צלחות, אלא גם לשקול את הלחץ וקצב זרימת הנוזל שהוא יכול לעמוד בו. רק באמצעות ניתוח מקיף מתמשך של גורמים שונים, נוכל לתכנן מערכת חימום טובה יותר של מחליף חום, כלומר מערכת החימום של מחליף חום הצלחות החסכונית ביותר.
במילה אחת, בעת אופטימיזציה של שיטת התכנון של מערכת החימום של מחליף החום, על המעצב להבהיר את המטרה והכיוון של האופטימיזציה, כדי לממש את התכנון החוסך באנרגיה של מערכת החימום, ולהתחיל מהשיטה הספציפית של תכנון מערכת החימום, על בסיס תכנון האופטימיזציה הכולל. רק בדרך זו, נוכל באמת לעצב את מערכת החימום של מחליף חום הלוחות בהתאם לצרכים של אנשים.
