Sıcak su üretmek için gaz motorlarından sonra gaz ısısı geri kazanımı
Sıcak su üretmek için gaz motorlarından sonra gaz ısısı geri kazanımı
Gaz motorları (örneğin, doğal gaz, biyogaz motorları), - operasyonu sırasında büyük miktarda atık ısı üretir. Bu atık ısının çoğu egzoz gazı (sıcaklık genellikle 350 derece –600 derece) ve silindir ceket soğutma suyu ile taşınır. Sıcak su üretmek için egzoz ısısını geri kazanmak, - Etkili Enerji - tasarruf çözeltisidir ve çekirdeği, uygun bir gaz ısısı geri kazanım ısı değiştiricisinin motorun çalışma özellikleriyle eşleşmesinde yatmaktadır.
Sistem, yüksek - sıcaklık egzoz gazının hassas ısısını gaz motorundan düşük - sıcaklık suyuna aktarmak için bir ısı eşanjörü kullanır ve su sıcaklığını gerekli "sıcak su" standardına (genellikle 50 derece –90 derece) yükseltir. Süreç üç temel adım izler:
1. Adım: egzoz gazı ve su akışı yolu tasarımı
Egzoz Gaz Tarafı: Gaz motorunun egzoz manifolundan yüksek - sıcaklık egzoz gazı (350 derece –600 derece) ısı değiştiricinin egzoz odasına (genellikle eşanjör tipine bağlı olarak "kabuk tarafı" veya "tüp tarafı") sokulur. Isı transfer yüzeyinden (örneğin, kanatlı tüpler) akar ve nihayet baca yoluyla boşaltılan soğutulmuş egzoz gazı (sıcaklık çiğ noktası korozyonunu önlemek için 120 derece –200 dereceye düştü) ile ısıyı serbest bırakır.
Su tarafı: Düşük - sıcaklık - yukarı su (örneğin, 15 derece –30 derece) ısı değiştiricinin su odasına (egzoz gazının ters akış yolu) pompalanır. Egzoz gazından ısı transfer yüzeyinden ısıyı emer ve ısıtmalı su (50 derece –90 derece) sıcak su depolama tankına veya doğrudan son kullanıcıya (örn. Isıtma sistemleri, endüstriyel atölyeler) gönderilir.
2. Adım: Isı transfer mekanizması
Isı transferi, ısı eşanjörünün tüp duvarından (veya kanatlı yüzey) gerçekleşir. Sürecin üç aşaması var:
Egzoz gazından ısı transfer yüzeyine konveksiyon: Yüksek - sıcaklık egzoz gazı yüzeyden akar, zorla konveksiyon yoluyla metal duvara aktarılır.
Isı transfer yüzeyinden iletim: Isı, su ile temas halinde metal tüp/yüzey (örn., Karbon çelik, paslanmaz çelik) yoluyla iç tarafa gerçekleştirilir.
Isı transfer yüzeyinden suya konveksiyon: Tüpün içine düşük - sıcaklık su akar, zorla konveksiyon yoluyla duvardan ısıyı emer ve sıcaklıkta artar.
Adım 3: Sistem Yardımcı Kontrolü
Güvenlik ve verimliliği sağlamak için sistem anahtar kontrollerle donatılmıştır:
Sıcaklık izleme: Sensörler egzoz gazı giriş/çıkış sıcaklığı ve sıcak su çıkış sıcaklığı izler. Egzoz gazı sıcaklığı çok düşükse (çiğ noktası korozyonu riski) veya sıcak su sıcaklığı çok yüksekse (haşlama riski), sistem su akışını ayarlar veya egzoz gazının bir kısmını atlar.
Su Akışı Kontrolü: Bir değişken - Frekans pompası, sıcak su çıkış sıcaklığını stabilize etmek için motorun yüküne göre (egzoz gazı sıcaklığı yüke göre değişir) su akışını ayarlar.
Basınç Koruması: Su genişlemesinin neden olduğu aşırı basıncın önlenmesi için su tarafına bir basınç tahliye vanası ve basınç göstergesi takılır.
DEW Noktası Korozyonu Önleme: Egzoz gazı asidik bileşenler içeriyorsa (örneğin, biyogaz motorları H₂s üretebilir), ısı değiştiricinin çıkış egzoz sıcaklığı, metal yüzeyde asidik suyun yoğunlaşmasını önlemek için asit çiğ noktasının üzerinde (genellikle 120 derece –150 derece) kontrol edilir.
Tipik uygulama senaryoları
Kojenerasyon (CHP) sistemleri:
Gaz motorları fabrikalar, topluluklar veya veri merkezleri için elektrik üretirken, egzoz ısısı sıcak su üretmek için geri kazanılır:
Endüstriyel proses suyu (örneğin, gıda işleme, tekstil boyama).
Konut/ticari ısıtma (radyatörler veya zemin ısıtma yoluyla).
Biyogas Mühendisliği:
Biyogaz motorları elektrik üretmek için biyogaz (hayvancılık gübresi veya organik atıklardan) yakar ve egzoz ısısı:
Biyogaz sindiricilerini ısıtın (mezofilik fermantasyon için 35 derece –40 derece koruyun, biyogaz verimini iyileştirin).
Çiftlik temizliği veya personel yurtları için sıcak su sağlayın.
Küçük dağıtılmış enerji sistemleri:
Oteller, hastaneler veya okullar için: Gaz motoru egzoz ısısı, günlük kullanım (banyo, temizlik) ve yardımcı ısıtma için sıcak su üretir ve belediye ısı arzına güvenmeyi azaltır.
