Scelta dello scambiatore di calore a tubi alettati per il sistema di recupero del calore dell'unità del compressore d'aria

Scelta dello scambiatore di calore a tubi alettati per il sistema di recupero del calore dell'unità del compressore d'aria

Prestazioni di trasferimento di calore
Fabbisogno di scambio termico
Innanzitutto è necessario definire il fabbisogno di scambio termico del sistema di recupero del calore del gruppo compressore d'aria. Ciò dipende da fattori quali la potenza del compressore, il tempo di funzionamento e la temperatura del calore residuo generato. Ad esempio, un compressore ad alta potenza genererà una grande quantità di calore di scarto durante un lungo periodo di funzionamento continuo ed è necessario selezionare uno scambiatore di calore a tubi alettati in grado di soddisfare la corrispondente capacità di scambio termico. Dal calcolo del bilancio termico è possibile determinare la capacità di scambio termico richiesta, ovvero il calore ceduto dal fluido caldo è pari al calore assorbito dal fluido freddo. In base alle effettive condizioni di lavoro del compressore, per determinare i parametri del fluido caldo (come l'aria compressa ad alta temperatura) e del fluido freddo (come l'acqua) si prevede che raggiunga l'aumento della temperatura, in modo da calcolare il calore richiesto scambio, in base alla scelta dello scambiatore di calore appropriato.
Efficienza del trasferimento di calore
Focus sull'efficienza del trasferimento di calore dello scambiatore di calore a tubi alettati. Come accennato in precedenza, il tipo di alette (alette piatte, alette ondulate, alette ad ago, ecc.), la spaziatura delle alette, l'altezza delle alette e la portata del fluido influiscono tutti sull'efficienza del trasferimento di calore. Quando si seleziona, questi fattori dovrebbero essere considerati in modo completo. Ad esempio, l’efficienza di trasferimento del calore delle alette ondulate è relativamente elevata, perché può far sì che il fluido produca forti disturbi e migliori il trasferimento di calore per convezione. Tuttavia, allo stesso tempo, questo tipo di pinna provoca un leggero aumento della resistenza ai fluidi. Se il sistema non è sensibile alla resistenza dei fluidi e richiede un'elevata efficienza di trasferimento del calore, lo scambiatore di calore con tubo alettato corrugato potrebbe essere una scelta migliore.

Compatibilità dei fluidi
Caratteristiche del fluido termico
Considerare le caratteristiche del fluido termico nel sistema di recupero del calore del gruppo compressore d'aria. Se il fluido termico è aria compressa ad alta temperatura, prestare attenzione alla pressione, alla temperatura, all'umidità e alle possibili impurità (come la nebbia d'olio). Per l'aria compressa contenente nebbia d'olio, è necessario selezionare uno scambiatore di calore a tubi alettati in grado di resistere all'olio e che non degradi le prestazioni di trasferimento del calore a causa della contaminazione dell'olio. Alcuni scambiatori di calore a tubi alettati sono più adatti a questa situazione perché le superfici delle alette sono state trattate appositamente per avere buone proprietà oleofile o oleorepellenti.
Caratteristiche del fluido freddo
Anche in questo caso sono importanti le caratteristiche del fluido freddo. Se il fluido freddo è acqua, è importante considerare la qualità dell'acqua, ad esempio se contiene sostanze corrosive, il grado di durezza, ecc. Per acqua con elevata durezza, potrebbero formarsi incrostazioni sulla superficie delle alette tubo, che influisce sull'effetto dello scambio di calore, quindi è necessario scegliere uno scambiatore di calore che sia facile da pulire dal calcare o che abbia prestazioni anticalcare. Se il fluido freddo è costituito da altri liquidi o gas, anche in base alle sue specifiche proprietà chimiche, temperatura, pressione, ecc. scegliere il materiale e la struttura appropriati dello scambiatore di calore a tubi alettati, al fine di garantire che possa funzionare stabilmente per un lungo periodo tempo.

Requisiti di spazio e installazione
Limitazione dello spazio
La quantità di spazio nella sala del compressore d'aria è un fattore importante. Lo scambiatore di calore a tubi alettati dovrebbe poter essere ragionevolmente installato nella sala compressori senza occupare troppo spazio. Se lo spazio nel locale macchine è limitato è necessario scegliere uno scambiatore di calore compatto. Ad esempio, alcuni scambiatori di calore a tubi alettati compatti ad alta efficienza adottano speciali alette piegate o una struttura multistrato, che riduce notevolmente l'ingombro e l'occupazione di spazio garantendo al contempo l'area di scambio di calore.
Metodo di installazione
Considerare il metodo di installazione dello scambiatore di calore, come installazione orizzontale, installazione verticale e così via. Diverse modalità di installazione hanno requisiti diversi per i collegamenti delle tubazioni del sistema e la distribuzione del flusso del fluido. Inoltre, considerare il peso dello scambiatore di calore per garantire che il pavimento o la struttura di supporto della sala macchine possano sostenerne il peso. Inoltre, la posizione di installazione dovrebbe essere comoda per la manutenzione e la revisione, ad esempio per consentire una facile rimozione e pulizia di componenti come i tubi alettati.

Pressione e resistenza alla pressione
Pressione del fluido termico
I fluidi termici (ad esempio aria compressa) prodotti dai compressori d'aria si trovano solitamente ad una determinata pressione. Lo scambiatore di calore a tubi alettati deve essere in grado di sopportare la pressione massima del fluido termico per garantire un funzionamento sicuro. È importante selezionare uno scambiatore di calore con sufficiente resistenza alla pressione in base al campo di pressione operativa del compressore d'aria. In generale, la pressione di progetto dello scambiatore di calore dovrebbe essere maggiore della massima pressione possibile del fluido termico e dovrebbe essere considerato un certo fattore di sicurezza. Ad esempio, se la pressione operativa massima del fluido caldo è 1,0MPa, è opportuno selezionare uno scambiatore di calore a tubi alettati con una pressione di progetto di 1,6 MPa.
Pressione del fluido freddo
Allo stesso modo, i fluidi freddi possono avere una certa pressione, come in un sistema idrico a circuito chiuso, dove le pompe creano una certa pressione nell'acqua. È importante assicurarsi che lo scambiatore di calore sia in grado di sopportare la pressione del fluido freddo, soprattutto se c'è una grande differenza di pressione tra il fluido caldo e quello freddo, e selezionare uno scambiatore di calore in grado di sopportare questa differenza di pressione per prevenire danni allo scambiatore di calore, come la deformazione della piastra tubiera, la rottura del tubo alettato, ecc.