6.5.2 Регенеративные теплообменники

Регенеративные теплообменники по своему устройству бывают с двигающейся и неподвижной насадками, а также жидкостные. Имеются сведения о различных конструкциях, однако мы не слышали об их применении в животноводстве.

Регенеративные теплообменники с двигающейся насадкой могут иметь круговое или поступательное движение насадки. В регенераторах с круговым движением насадки (или ротационных) (рис.58) удаляемый (отдающий тепло) или наружный (принимающий тепло) воздух движется в противоположных направлениях через теплоаккумулирующую насадку (рис. 68) пока она вращается. Теплоаккумулирующая насадка при прохождении через нее отдающего тепло воздуха нагревается и, поворачиваясь, нагревает поступающий наружный воздух. Насадка может быть расположена в определенном месте или произвольно. Преимущество правильно расположенной насадки в том, что частицы пыли из обработанного воздуха застревают в начале микроканальцев и в момент поворота наружный воздух выду­вает их обратно. Вследствие образования в микроканальцах ламинарного потока величина теплопередачи незначительна, но зато площадь, на которой происходит этот процесс, большая. В случае неправильного расположения насадки наблюдается противоположная картина. Существуют и такие ротационные регенераторы, которые могут возвращать и скрытое тепло. В животноводческих помещениях существует опасность замерзания теплообменника. Из воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, в насадке конденсируется влага, которая в холодные зимние дни может замерзнуть. С этим можно бороться с помощью обратного перемешивания, однако при этом уменьшается количество возвращаемого тепла.

Рис. 58. Ротационный регенератор

В неподвижных регенераторах насадка не движется, и воздух через теплоаккумулирующую среду проходит попеременно (рис. 59). В одном цикле удаляемый (теплый) воздух нагревает насадку, а в другом-поступающий свежий воздух проходит через насадку, нагреваясь. Сведения о применении таких реге­нераторов в животноводстве уже имеются, однако опыт эксплуатации, условия их приспособления и количество возвращаемой ими энергии нам неизвестны.

Рис. 59. Неподвижный регенератор

В жидкостных теплообменниках насадка, или наполнитель, так же, как и в других регенераторах, попеременно соприкасается с разными воздушными потоками (с удаляемым и приточным воздухом), однако в этих системах они не аккумулируют энергию. Наполнителем жидкостных теплообменников, имеющих замкнутый контур (рис. 60), обычно служит жидкость с абсорбентными свойствами (так как в этих случаях может быть возвращено и скрытое тепло), но им может быть и другая жидкость. Применение таких устройств в животноводстве было бы выгодно не только с точки зрения возврата тепла, но также и для уменьшения неприятных запахов в помещениях и в целях охлаждения летом.

Рис.60. Схема жидкостного теплообменника

6.5.3 Тепловые трубки

Тепловые трубки можно отнести к особому виду теплообменников, с помощью которых мы можем возвращать тепловую энергию с высокой эффективностью. По устройству их можно подразделить на два вида: тепловой сифон и собственно тепловую трубку.

Тепловой сифон (рис. 61) представляет собой трубку с жидкостью в нижней части, а из пространства, которое находится над жидкостью, удален воздух. Если к жидкости в нижней части сифона подведем тепло, она испарится и сконденсируется в верхней части трубы с отдачей тепла. Конденсат обратно сте­кает в нижнюю часть по наружной поверхности трубы.

Рис.61. Тепловой сифон

Тепловая труба от теплового сифона отличается тем, что конденсат попадает в нижнюю часть не под действием силы тяжести, а под действием капиллярных сил (рис. 62). Тепловой сифон можно применять только в том случае, если испаритель находится в самой нижней точке трубы, в то время как для тепловой трубы такого ограничения не существует. Устройство сифона проще, однако области его применения более ограниченны.

Рис. 62. Тепловая труба

Конструкция тепловых трубок проста. Они состоят из одной трубы, фитиля и рабочей среды. Материал трубы определяется свойствами рабочей среды, фитиля и среды, протекающей по наружной поверхности. Области применения в большей или меньшей степени определяются используемой рабочей средой. В животноводстве для снижения потребностей в энергии на ото­пление и возврата тепла из вытяжного воздуха в зимних усло­виях Венгрии в качестве рабочей среды могут применяться аммиак, фреон-11, фреон-12 и пентан. Обычно трубу и фитиль делают из алюминия, который при применении аммиака может использоваться при температуре 65°С, а фреонов - до 94 °С.

ТЕМА № 7