旋轉式換熱器

旋轉式換熱器（別稱旋轉式熱管交換器）就是一種冷熱空氣在風機帶動下進行熱量交換的高效熱交換器。靜止熱管換熱器與普通換熱器相比，在熱能回收中具有較高的傳熱性能與效率。而旋轉式熱管換熱器由於熱管管束的旋轉，傳熱效率比靜止的熱管換熱器高2- 3倍，容易處理氣流中的粉塵，有可能對含塵廢氣進行連續穩定操作。

基本介紹

• 中文名：旋轉式換熱器
• 外文名：rotary heat exchanger
• 別稱：旋轉式熱交換器
• 類型：高效換熱元件
• 領域：能源
• 屬於：熱交換器

簡介

在當前和今後相當長的時期內，節約能源是一個甚為重要的問題。提高廢氣中熱量回收效率也是節能手段之一，特別從中低溫(350℃以下)含塵廢氣中回收低品位的熱量，經濟上合理，但是要有高效的熱交換設備，而旋轉式熱管交換器應運而生。

旋轉式熱管換熱器，包括換熱器殼體和設定在殼 體內的熱管換熱裝置。熱管換熱裝置由轉軸、滾筒、 熱管和風葉組成。轉軸設定在滾筒的軸心線上，熱管 以輻射狀穿過滾筒壁，並與滾筒壁焊固連線，其下端 焊固在轉軸上。滾筒將換熱器殼體分隔成煙氣室和 空氣室，風葉設定在煙氣室內，其下端焊固在滾筒 上。旋轉式熱管換熱器，由於風葉在煙氣室內旋轉，因此可 以省去引風機，熱管旋轉產生的離心力，能保持工質 的良好循環效果。因此餘熱回收效果好，可以廣泛應 用於小型工業和民用鍋爐上。

種類與結構

種類

旋轉式熱管換熱器的種類，按用途有如下二類;
(1)氣一氣型
用冷空氣回收廢氣中的熱量，獲得熱空氣。
(2)氣一蒸汽型
在熱管一端噴淋水或低沸點有機溶媒，製成燕汽，作為熱源或透平發電機的動力。
氣一氣型的一類按其旋轉軸的位置分為水平型和垂直型二種。

結構

熱管以環狀形式配置在圓形管板上，管板連線驅動轉軸，使換熱器旋轉，廢熱側和回收側的流體借管板分隔在各自的筒內形成流路，不致混合。圖中所示為並流式熱交換，熱的廢氣和冷的空氣各自流入熱管管束的中心，向管束周圍流出，此種設計，氣流壓降較小，如果反之，流體從管束四周流向中心，壓降增加，一般均採用並流換熱。

熱管穿過旋轉的內筒，熱管的中心軸與旋轉軸相互垂直，近旋轉軸的一端為凝縮段，另一端為燕發段，當旋轉時，熱管的軸向發生離心力，使熱管內凝縮的工作介質回流到燕發段，熱管內壁沒有吸液芯是光滑的，有利輸送大量熱量。內筒的轉數為100〔轉/分〕。
熱管廢熱側的翅片製成特殊形狀，在離心力作用下，容易將附著的油和灰甩掉。
熱管也以環狀形式配置在圓形管板上，而回收側是由耐壓結構的圓筒蒸汽室組成。如向回收側噴水，產生一定壓力的蒸汽，從驅動軸排出，當然噴射的介質不僅是水，也適用於需濃縮的工藝液體或冷媒，用途甚廣。此外，如在燕汽室導入排放的蒸汽，用作冷凝器，他側就可獲得熱風。

密封問題

氣一氣型結構的廢熱側和回收側的兩流體間的密封面積較大，但多數情況下兩流體間的壓力差比較小，則離心式液體密封辦法相當適宜，表示離心式液體密封的極限密封壓力差與換熱器旋轉數的關係。如以水為液體密封液，壓力差0.5〔米水柱）以下的密封結構簡單，容易實施。
徑向旋轉的另一種氣一氣型換熱器，倘若不允許廢氣和被加熱氣流間的混合，也可套用液體密封措施。
如果允許少量氣體泄漏，可採用接觸式密封機構，此種情況，被加熱的空氣壓力應稍高於廢氣的壓力，防止廢氣混入空氣中。

傳熱性能

熱管內部的工作液體因為熱管的旋轉作用，發生偏流，從而惡化熱管內部的傳熱性能，特別是工作液體的蒸發過程。
熱管旋轉時，管內的徑向呈現溫度差，此徑向溫度差可看作工作液體偏流的影響程度，內壁平滑的熱管引起大的溫度差。

內壁溝槽式的熱管具有大幅度抑制溫度差的特性，另外，熱管的凝縮段不受旋轉的影響，表示熱管內部的給熱係數。
通常熱管換熱器的設計，往往受每根熱管傳熱率的制約，而旋轉的熱管能增加最大熱通量，即使是平滑管壁熱管也能隨著旋轉數的增加而提高，溝槽管壁的熱管增加得越加顯著，給設計帶來一定的靈活性。