Моделирование процессов теплопереноса в котле-утилизаторе термосифонного типа

Аннотация

Развитие исследований в области разработки энергосберегающих технологий и соответствующего оборудования в различных областях техники, в том числе в теплоиспользующих установках и производствах, активно начато примерно с 70-х гг. ХХ в. В частности, особое внимание уделялось двухфазным замкнутым термосифонам (ДЗТ), функционирующим по замкнутому испарительно-конденсационному циклу без использования циркуляционных нагнетателей теплоносителя. Рассмотрена возможность использования теплоты отходящих газов основного котельного агрегата системы отопления для подогрева воды обратной линии в котле-утилизаторе на термосифоне с раздельными блоками испарения и конденсации теплоносителя (воды). Котел-утилизатор с термосифоном предназначен для эффективного использования вторичного источника энергии. Закрытый термосифон используется как устройство, обеспечивающее передачу теплоты от дымовых газов к холодной воде в результате испарительно-конденсационного цикла. Пучок труб термосифона передает теплоту от дымовых газов к рабочей жидкости через стенку. Устройство может входить в состав различных систем теплоснабжения. Котел-утилизатор позволит повысить энергетическую эффективность технологических процессов. Несмотря на то, что утилизатор выглядит как теплообменник с промежуточным теплоносителем и характеризуется несколько повышенным по отношению к рекуперативному теплообменнику термическим сопротивлением, перспективность применения подобной конструкции обосновывается следующими факторами: незначительным увеличением термического сопротивления из-за высокой интенсивности процессов испарения и конденсации и возможности трансформации теплового потока в зоне нагрева сетевой воды; повышением экологической безопасности системы отопления за счет снижения вероятности проникновения агрессивных серосодержащих дымовых газов в основную сеть при нарушении коррозионной стойкости материала теплообменника; возможностями снижения гидравлического сопротивления канала сетевой нагреваемой воды путем выбора необходимой геометрии проточной части, выноса конденсатора-водонагревателя за пределы агрессивной газовой среды, использования в качестве конструкционных материалов теплообменника отходов технологического производства котлостроительного завода.