蓄能式換熱器(Regenerative heat exchanger,Regenerator)與回?zé)崾綋Q熱器(Recuperative heat exchanger,Recuperator)相對(duì)應(yīng),是一種應(yīng)用歷史比較久遠(yuǎn)的換熱裝置,是按照大類(lèi)劃分的換熱器的一種形式,具有能夠在高溫條件下運(yùn)行 的優(yōu)點(diǎn)。
蓄熱式換熱器通過(guò)多孔填料或基質(zhì)的短暫能量?jī)?chǔ)存,將熱量從一種流體傳遞到另外一種流體。首先,在習(xí)慣上稱(chēng)為加熱周期的時(shí)間內(nèi),熱氣流流過(guò)蓄熱式換熱器中的 填料,熱量從氣流傳遞到填料,氣流溫度降低。在這個(gè)周期結(jié)束時(shí),流動(dòng)方向進(jìn)行切換,冷流體流經(jīng)蓄熱體。在冷卻周期,流體從蓄熱填料吸收熱量。
因此,對(duì)于常 規(guī)的流向變換,蓄熱體內(nèi)的填料交替性的與冷熱流體進(jìn)行換熱,蓄熱體內(nèi)以及氣流在任意位置的溫度都不斷隨時(shí)間波動(dòng)。啟動(dòng)后,經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)切換周期,蓄熱式換熱器 進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)狀態(tài),蓄熱體內(nèi)某一位置隨時(shí)間的波動(dòng)在相繼的周期內(nèi)都是相同的。從運(yùn)行的特性上很容易區(qū)分蓄熱式換熱器和回?zé)崾綋Q熱器,回?zé)崾綋Q熱器中兩種 流體的換熱是通過(guò)各個(gè)位置的固定邊界進(jìn)行的,在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)換熱器的內(nèi)的溫度只與位置有關(guān),而在蓄熱式換熱器熱量的傳遞都是動(dòng)態(tài)的,同時(shí)依賴(lài)于位置和時(shí)間
蓄熱式換熱器的兩種主要形式是固定床型和旋轉(zhuǎn)型。固定床式的蓄熱式換熱器,通常需要兩個(gè)床體維持連續(xù)的熱量傳遞,因此在任意時(shí)刻總是一個(gè)床體運(yùn)行在加熱周 期,而另一床體運(yùn)行在冷卻周期。蓄熱式換熱器內(nèi)的流向變換是通過(guò)切換閥實(shí)現(xiàn)的。在旋轉(zhuǎn)型蓄熱式換熱器中,通常冷熱兩種流體連續(xù)的流經(jīng)蓄熱體,所流經(jīng)的圓柱 形填料蓄熱體沿著與氣流的流向平行的軸從一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)到另一側(cè),另外一種旋轉(zhuǎn)型蓄熱式換熱器的設(shè)計(jì)中,冷熱流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的切換,而填料蓄熱體則固定不動(dòng)。
旋轉(zhuǎn) 型蓄熱式換熱器在實(shí)際的連續(xù)性換熱中,不再需要兩個(gè)蓄熱室,也不再需要切換閥。進(jìn)一步可以發(fā)現(xiàn),旋轉(zhuǎn)型蓄熱式換熱器的圓柱形填料蓄熱體沿著流動(dòng)方向被分成 多個(gè)平行的部分。由于旋轉(zhuǎn)型蓄熱式換熱器每個(gè)部分在連續(xù)性的換熱中的作用和固定床型蓄熱式換熱中的單個(gè)床體的作用是相同的,因此,雖然有切換方式上的差 異,但二者的基本原理是類(lèi)似的。
蓄熱式換熱器在很多工業(yè)過(guò)程中都有應(yīng)用,燃燒中空氣的預(yù)熱就是一個(gè)典型的應(yīng)用領(lǐng)域。其可以利用燃燒排氣中的熱能,用于預(yù)熱未燃?xì)?,從而達(dá)到燃燒低品位燃 料、提高燃燒過(guò)程的熱效率、實(shí)現(xiàn)更高的燃燒反應(yīng)溫度等目的。按照這種方式,蓄熱式換熱器可以用于金屬還原和熱處理過(guò)程,以及玻璃窯爐裝置,發(fā)電廠的鍋爐、 高溫空氣燃燒裝置和燃?xì)廨啓C(jī)裝置。早期固定床蓄熱式換熱器應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域是鋼鐵制造工業(yè)中的熱風(fēng)爐,以及電廠中的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。