Воздушный рекуператор из сотового поликарбоната

В этой теме будем рассматривать разработку рекуператора из поликарбоната от и до...

 

А реальное воплощение было?
Я выкладывал свои маделки...

 

Все параметры будем проверять в работе, в реальных экземплярах.
.Свои поделки кто что делал из поликарбоната
или пластика можете тоже сюда выкладывать

 

Из одного целого листа 10мм размером 1,2х6м возможен вот такой вариант-
Размеры одного теплообменника 500х500х370мм
поликарбонат 10мм
25 листов размером 500х500мм
щелевые зазоры между пластинами 5мм
Площадь теплообмена (F) 25м2 (у двух теплообменников)

Соты Поликарбоната 10мм можно заменить плоским щелевым каналом 5мм
(эквивалентный диаметр (Dэкв) у них одинаковый- 10мм)

- пачка из пластин 10мм поликарбоната размером 500х500мм
чередуется щелевыми каналами с зазором 5мм
- высота стопки 25 пластин получается 370мм

 

Вы не учли толщину стенки...
В случае с двумя теплообменниками возможно избежать варианта с разными гидравлическими сопротивления по каналам вх. и каналам вых. "на автомате". Например воздух на входе проходит по сотам, а затем во втором теплообменнике- между ними. Воздух на выход- наоборот. В сумме- равенство сопротивлений.

 

всему свое время
при расчете эквивалентного диаметра (Dэкв) нужно знать не только толщину листа -но и точно знать растояние
между переборками
(у разных производителей они могут быть разные)
поэтому я пока взял квадратное сечение канала

а с конкретными образцами поликарбоната можно будет уже уточнять (Dэкв)
и высоту стопки пластин

Параметры аналогов можно посмотреть здесь-
http://global-vent.ru/goods_rekuperator-pr-40-20-korf.htm
эти устройства работают в тех же режимах малой скорости потока

 

В этих рекуператорах (PR Korf)
используются соты из профилированного алюминия (лист 0,2мм)
Ближайший аналог по входному сечению PR 60-30

 

Я считаю не совсем корректным сравнивать теплообменники, имеющие турбулизаторы в каналах и теплообменники с гладкими каналами. В первом случае коэффициент теплопередачи (теплоотдачи) будет больше (+), а гидравлическое сопротивление будет меньше- во втором случае (+). Например, встречал у Hoval в расчетах коэффициент теплопередачи K=20Вт/м2С. А на какой коэффициент теплопередачи рассчитываете вы? Вообще, в самом худшем случае (отсутствие конвекции Nu=1) какой минимальный коэффициент теплопередачи будет?
И еще у меня вопрос: Характерный размер для расчета Re, будет L=Dэкв=4Rгидр. А вот для расчета Nu (или коэффициента теплоотдачи) чему будет равен характерный размер? Подозреваю- это не одно и то же.
Если не сложно, покажите на примере.

И еще: Оказывается имеются серийные теплообменники, выполненные из сотового материала (сотовый полипропилен). Картинки стащил с поляцкого форума, а проспект- с сайта производителя.

 

Для практики важно чтобы гидравлическое сопротивление точно не превысило
какого то уровня - у турбулизаторов оно всегда больше пластин с гладкими стенками
так что график сопротивления их вполне полезный ...

Усиление теплопередачи за счет волн турбулизатора можно компенсировать дополнительной площадью гладких стенок
- следует из формулы общего теплообмена- Q=k*F*(дельтаT)
(соответственно и КПД можно увеличивать и за cчет теплопередачи (к) и за счет площади (F)

Эффективность турбулизаторов-
Каналы с турбулизаторами (поперечными и косыми волнами в сравнении с гладкими стенками)
усиливают теплообмен на 50%(при потоке Re2500) и в то же время гидравлическое сопротивление растет в 2 раза -

Если же просто добавить еще одну секцию с гладкими стенками - тогда и сопротивление и теплообмен вырастут одинаково (2 два раза) (теплообмен пропорционален площади а сопротивление длине секции)
- поэтому использовать турбулизаторы невыгодно
-для них потребуется дополнительная мощность вентилятора
Есть экспериментальные данные-

Здесь сравнивается (Nu) - на первой странице
и гидр. сопротивление на второй верхний рисунок - гладкого треугольного канала (линия 7 на обоих страницах) и похожего канала с волнистыми стенками (линия 6)
если посмотреть на вертикали Re2.5 то видим что косые волны
усиливают теплообмен на 50% и в то же время гидравлическое сопротивление растет в 2 раза -

 

Коэффициент теплопередачи K=20Вт/м2С возможен при скорости потока 8м/с
при этом гидр, сопротивление будет до 200 Па у одной секции

Nu=1 -такого не бывает
минимальный (Nu) зависит от геометрии канала -
У квадратного сечения Nu (min)=3,8
Это соответствует теплопередаче (к)= 9 (Вт/м*К) при Dэкв=10mm

Характерный размер (эквивалентный диаметр) и для Re и для Nu используется везде один и тот же

 

Со всем согласен, кроме...

Может быть и на гораздо меньшей скорости высокое гидр. сопротивление. Я отдавал на продувку профиль с турбулизацией, результат на скорости 1.5м/с- больше 100Па (правда и КПД нормальный).

А когда воздух стоит (не движется), правда надо постараться, чтобы этого добиться.

Мне кажется, что 9,88 (Вт/м*К)- это коэффициент теплоотдачи. При этом коэффициент теплопередачи будет в два с небольшим раза меньше (при тонкой перегородке)

В посте №7 на рисунке: для а) Dэкв=10мм, для б) Dэкв=18,18мм, соответственно это характерные размеры для определения Re. Если это и характерные размеры для определения Nu, то теплообменники, состоящие из элементов а) будут в 1,818 более эффективными, чем состоящие из элементов б). А мне кажется это не так.

 

Разные профили сравниваем
профиль с турбулизацией в ~ 2 раза большее сопротивление имеет
имеет значение и длина общая и зазор
а я считал для поликарбоната 10мм длиной 0,5 метра
Вообще я изначально расчитываю на 100 Па в рабочем режиме (для двух секций)
больше делать не желательно

Когда воздух не движется в канале -он быстро в первый момент передает тепло через стенку и устанавливается
тепловое равновесие
но эта первоначальная передача идет видимо с Nu=3.8 (данные из справочника)
Иначе как обьяснить максимальное значение КПД в начальный момент страгивания -

 

Больший зазор эффективнее (при одинаковой скорости в нем Re, больше) - чтобы узнать насколько -
сначала нужно пересчитать Re а потом исходя из него найти Nu для нового размера
Dэкв везде один и тот же проходит

 

даже если в каком то рабочем режиме теплопередача будет в два раза меньше
у двух секций достаточно площади чтобы компенсировать потерю КПД
здесь лишняя площадь работать и будет (25м2)
для примера-
Имеются серийные теплообменники, выполненные из сотового материала (сотовый полипропилен).-
(они не совсем сотовые -только направляющие полоски из сот)

Перевел из футов и дюймов
- их размеры 305х305х254мм
Площадь теплообмена 9.66м2
Количество пластин 104
расстояние (зазор + толщина пластины) =2.44мм

 

Много времени уже прошло!
Каковы результаты ?