shaohai - Страница 6 - Industrial purification heat recovery

теплообменник с поперечным потоком, используемый в кардиопульмональной

Перекрёстный теплообменник в кардиопульмональном контексте, например, во время процедур искусственного кровообращения (ИК), является важнейшим компонентом, используемым для регулирования температуры крови пациента. Эти устройства обычно встраиваются в аппараты искусственного кровообращения для подогрева или охлаждения крови, циркулирующей вне организма во время операций на открытом сердце или других процедур, требующих временной поддержки сердца и лёгких.

Как это работает

В перекрёстноточном теплообменнике две жидкости — обычно кровь и теплоноситель (например, вода) — движутся перпендикулярно друг другу, разделённые твёрдой поверхностью (например, металлическими или полимерными пластинами/трубками), которая способствует теплопередаче без смешивания жидкостей. Конструкция обеспечивает максимальную эффективность теплообмена, сохраняя при этом биосовместимость и минимизируя травмирование крови.

Путь кровотока: Насыщенная кислородом кровь из аппарата искусственного кровообращения протекает через один набор каналов или трубок.

Путь потока воды: Вода с контролируемой температурой протекает через смежный набор каналов в перпендикулярном направлении, нагревая или охлаждая кровь в зависимости от клинической необходимости (например, вызывая гипотермию или согревание).

Передача тепла: Градиент температуры между кровью и водой обеспечивает теплообмен через проводящую поверхность. Схема с перекрёстным потоком обеспечивает высокую скорость теплопередачи благодаря постоянной разнице температур в теплообменнике.

Ключевые особенности

Биосовместимость: Материалы (например, нержавеющая сталь, алюминий или полимеры медицинского назначения) выбираются таким образом, чтобы предотвратить свертывание крови, гемолиз или иммунные реакции.

Компактный дизайн: Теплообменники с перекрестным током компактны и имеют решающее значение для интеграции в контуры CPB.

Эффективность: Перпендикулярный поток максимизирует температурный градиент, улучшая теплопередачу по сравнению с конструкциями с параллельным потоком.

Стерильность: Система герметична, что предотвращает загрязнение, а одноразовые компоненты часто используются при процедурах, проводимых у одного пациента.

Контроль: Paired with a heater-cooler unit, the exchanger maintains precise blood temperature (e.g., 28–32°C for hypothermia, 36–37°C for normothermia).

Applications in Cardiopulmonary Procedures

Hypothermia Induction: During CPB, the blood is cooled to reduce metabolic demand, protecting organs like the brain and heart during reduced circulation.

Rewarming: After surgery, the blood is gradually warmed to restore normal body temperature without causing thermal stress.

Temperature Regulation: Maintains stable blood temperature in extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) or other long-term circulatory support systems.

Design Considerations

Surface Area: Larger surface areas improve heat transfer but must balance with minimizing priming volume (the amount of fluid needed to fill the circuit).

Расходы: Blood flow must be turbulent enough for efficient heat transfer but not so high as to damage red blood cells.

Падение давления: The design minimizes resistance to blood flow to avoid excessive pump pressure.

Infection Control: Stagnant water in heater-cooler units can harbor bacteria (e.g., Mycobacterium chimaera), necessitating strict maintenance protocols.

Пример

A typical cross-flow heat exchanger in a CPB circuit might consist of a bundle of thin-walled tubes through which blood flows, surrounded by a water jacket where temperature-controlled water circulates in a perpendicular direction. The exchanger is connected to a heater-cooler unit that adjusts water temperature based on real-time feedback from the patient’s core temperature.

Challenges and Risks

Hemolysis: Excessive shear stress from turbulent flow can damage blood cells.

Thrombogenicity: Surface interactions may trigger clot formation, requiring anticoagulation (e.g., heparin).

Air Embolism: Improper priming can introduce air bubbles, a serious risk during bypass.

Infections: Contaminated water in heater-cooler units has been linked to rare but severe infections.

Как работает противоточный теплообменник?

В противоточном теплообменнике две соседние алюминиевые пластины образуют каналы для прохождения воздуха. Приточный воздух проходит по одну сторону пластины, а вытяжной — по другую. Потоки воздуха обходят друг друга вдоль параллельных алюминиевых пластин, а не перпендикулярно, как в перекрёстном теплообменнике. Тепло вытяжного воздуха передаётся через пластину от тёплого воздуха к холодному.
Иногда отводимый воздух загрязнен влагой и вредными веществами, но потоки воздуха никогда не смешиваются с пластинчатым теплообменником, оставляя приточный воздух свежим и чистым.

Использование воздухо-воздушных теплообменников в вентиляции и энергосберегающей технике

Основная функция воздухо-воздушного теплообменника заключается в передаче остаточного тепла от отводимого воздуха (вытяжного воздуха из помещения) свежему воздуху (приточному воздуху) посредством теплообмена, без непосредственного смешивания двух воздушных потоков. Весь процесс основан на принципах теплопроводности и энергосбережения, как указано ниже:

Улавливание отходящего тепла:
Выбрасываемый из помещения воздух (отработанный) обычно содержит большое количество тепла (теплый воздух зимой и холодный воздух летом), которое в противном случае рассеивалось бы непосредственно наружу.
Отработанный воздух проходит через одну сторону теплообменника, передавая тепло теплопроводящему материалу теплообменника.
Теплопередача:
Воздухо-воздушные теплообменники обычно состоят из металлических пластин, трубных пучков или тепловых трубок, которые обладают хорошей теплопроводностью.
Свежий воздух (воздух, поступающий снаружи) проходит через другую сторону теплообменника, косвенно контактируя с теплом на стороне отвода воздуха и поглощая тепло через стенку теплообменника.
Зимой свежий воздух предварительно подогревается; Летом свежий воздух предварительно охлаждается (если отводимый воздух - это холодный воздух из кондиционера).
Рекуперация и сохранение энергии:
Предварительный нагрев или охлаждение приточного воздуха снижает энергопотребление последующего отопительного или охлаждающего оборудования. Например, зимой температура наружного воздуха может составлять 0 °C, а температура отводимого воздуха — 20 °C. После прохождения через теплообменник температура приточного воздуха может повыситься до 15 °C. Таким образом, системе отопления достаточно нагреть приточный воздух только с 15 °C до заданной температуры, а не начинать с 0 °C.
Изоляция воздушного потока:
Отработанный и свежий воздух проходят через разные каналы в теплообменнике, что позволяет избежать перекрестного загрязнения и обеспечить качество воздуха в помещении.
технологический процесс
Сбор отработанных газов: отработанные газы в помещении направляются в воздухо-воздушный теплообменник через вентиляционную систему (например, вытяжной вентилятор).
Подача свежего воздуха: наружный свежий воздух поступает с другой стороны теплообменника через воздуховод свежего воздуха.
Теплообмен: Внутри теплообменника отработанный и свежий воздух обмениваются теплом в изолированных каналах.
Подготовка свежего воздуха: предварительно нагретый (или предварительно охлажденный) свежий воздух поступает в систему кондиционирования или напрямую направляется в помещение, а температура или влажность дополнительно регулируются по мере необходимости.
Выброс выхлопных газов: После завершения теплообмена температура выхлопных газов снижается, и они наконец выбрасываются наружу.
Типы воздухо-воздушных теплообменников
Пластинчатый теплообменник: состоит из нескольких слоев тонких пластин, в которых отработанный и свежий воздух циркулируют в противоположных или пересекающихся направлениях в соседних каналах, что обеспечивает высокую эффективность.
Колесный теплообменник: использует вращающиеся тепловые колеса для поглощения тепла отработавших газов и передачи его свежему воздуху, подходит для систем с большим объемом воздуха.
Теплообменник с тепловой трубкой: он использует испарение и конденсацию рабочей жидкости внутри тепловой трубки для передачи тепла и подходит для сценариев с большими перепадами температур.
преимущество
Экономия энергии: рекуперация 70%–90% отработанного тепла отработавших газов, что значительно снижает потребление энергии на отопление или охлаждение.
Защита окружающей среды: сокращение потребления энергии и сокращение выбросов углерода.
Повышение комфорта: избегайте прямого попадания холодного или горячего свежего воздуха и улучшайте микроклимат в помещении.

Коробка отвода тепла отходящих газов шахты со встроенным воздухо-воздушным теплообменником

Встроенный воздухо-воздушный теплообменник в блоке отвода тепла отработанного воздуха шахты – это устройство, специально разработанное для рекуперации тепла отработанного воздуха шахты. Отработанный воздух шахты – это низкотемпературный и высоковлажный отработанный газ, выбрасываемый из шахты, который обычно содержит определённое количество тепла, но традиционно выбрасывается напрямую, без использования. В этом устройстве используется встроенный воздухо-воздушный теплообменник (т.е. теплообменник типа «воздух-воздух») для передачи тепла отработанного воздуха другому потоку холодного воздуха, тем самым достигая цели рекуперации тепла.

Принцип работы
Недостаток воздуха: Недостаток воздуха в шахте поступает в теплоотвод через вентиляционную систему. Температура отводимого воздуха обычно составляет около 20 °C (конкретная температура варьируется в зависимости от глубины шахты и окружающей среды), а влажность относительно высокая.
Функция воздухо-воздушного теплообменника: Встроенный воздухо-воздушный теплообменник обычно имеет пластинчатую или трубчатую конструкцию, и отработанный воздух обменивается теплом с холодным воздухом через перегородки в теплообменнике. Тепло от отсутствия ветра передается холодному воздуху, при этом два воздушных потока не смешиваются напрямую.
Тепловая мощность: После нагревания путем теплообмена холодный воздух может использоваться для защиты от замерзания воздухозаборников шахт, отопления зданий в шахтерских районах или для нагрева воды в бытовых целях, в то время как отработанный воздух выбрасывается при более низкой температуре после отдачи тепла.
Характеристики и преимущества
Эффективность и энергосбережение: воздухо-воздушные теплообменники не требуют дополнительных рабочих тел и напрямую используют теплопередачу от воздуха к воздуху. Они отличаются простотой конструкции и низкими эксплуатационными расходами.
Экологичность: за счет переработки отработанного тепла и сокращения потерь энергии достигается соответствие требованиям зеленого и низкоуглеродного развития.
Высокая степень адаптивности: оборудование может быть индивидуально спроектировано и сконструировано в соответствии с расходом и температурой выхлопных газов шахты, что делает его пригодным для шахт различных масштабов.
Простота обслуживания: по сравнению с системами с тепловыми трубками или тепловыми насосами, теплообменники типа «воздух-воздух» имеют относительно простую конструкцию и требуют меньшего обслуживания.
Сценарии применения
Защита от замерзания на устье скважины: использование рекуперированного тепла для обогрева воздухозаборника шахты и предотвращения замерзания в зимний период.
Отопление зданий: обеспечение отопления офисных зданий, общежитий и т. д. в районе добычи полезных ископаемых.
Горячее водоснабжение: в сочетании с последующей системой обеспечивает источник тепла для горячего водоснабжения в районе добычи.
меры предосторожности
Обработка влаги: Из-за высокой влажности отводимого воздуха в теплообменнике может возникнуть проблема накопления конденсата, поэтому необходимо предусмотреть дренажную систему или антикоррозионные материалы.
Эффективность теплопередачи: эффективность теплообменника «воздух-воздух» ограничена удельной теплоемкостью и разницей температур воздуха, а рекуперация тепла может быть не такой высокой, как у системы теплового насоса, но его преимущество заключается в простоте конструкции.

Производители роторных теплообменников

There are several well-known rotary heat exchanger manufacturers that provide high-efficiency solutions for HVAC, industrial, and energy recovery applications. Below are some leading companies:

1. Global Rotary Heat Exchanger Manufacturers

✅ Heatex (Sweden) – Specializes in air-to-air rotary and plate heat exchangers for HVAC and industrial applications.
✅ Klingenburg GmbH (Germany) – Offers rotary heat exchangers with advanced coatings for high humidity and corrosive environments.
✅ Seibu Giken (Japan) – Known for its desiccant rotors and energy recovery wheels, ideal for pharmaceutical and cleanroom applications.
✅ FläktGroup (Germany) – Supplies energy-efficient rotary heat exchangers for large commercial and industrial buildings.
✅ REC Air Handling (Netherlands) – Provides customizable rotary heat exchangers for HVAC and industrial heat recovery.

2. China-Based Rotary Heat Exchanger Manufacturers

✅ Hoval – Specializes in plate and rotary heat exchangers for HVAC and industrial processes.
✅ Holtop – Manufactures energy recovery ventilation (ERV) systems with rotary heat exchangers.
✅ Zibo Qiyu – Offers aluminum-based rotary heat exchangers for air handling systems.
✅ Shanghai Shenglin – Produces rotary wheels for air-to-air heat recovery applications.

3. Key Features to Consider

✔ Material – Aluminum, coated surfaces (for corrosion resistance), or desiccant-coated wheels (for humidity control).
✔ Эффективность – High heat recovery efficiency (up to 85%) for energy savings.
✔ Приложение – Industrial HVAC, cleanrooms, pharmaceutical, or general ventilation.
✔ Customization – Size, coatings, and integration with existing systems.

Система рекуперации и повторного использования тепла печи - схема газового теплообменника с перекрестным током из нержавеющей стали

The kiln waste heat recovery and reuse system aims to fully utilize the high-temperature heat in the kiln exhaust gas, and achieve a win-win situation of energy conservation and environmental protection through gas stainless steel cross flow heat exchangers. The core of this solution lies in the use of a stainless steel cross flow heat exchanger, which efficiently exchanges heat between high-temperature exhaust gas and cold air, generating hot air that can be reused.

Working principle: The exhaust gas and cold air flow in a cross flow manner inside the heat exchanger and transfer heat through the stainless steel plate wall. After releasing heat from exhaust gas, it is discharged. Cold air absorbs the heat and heats up into hot air, which is suitable for scenarios such as assisting combustion, preheating materials, or heating.

Преимущества:

Efficient heat transfer: The cross flow design ensures a heat transfer efficiency of 60% -80%.
Strong durability: Stainless steel material is resistant to high temperatures and corrosion, and can adapt to complex exhaust environments.
Flexible application: Hot air can be directly fed back to the kiln or used for other processes, with significant energy savings.
System process: Kiln exhaust gas → Pre treatment (such as dust removal) → Stainless steel heat exchanger → Hot air output → Secondary utilization.

This solution is simple and reliable, with a short investment return cycle, making it an ideal choice for kiln waste heat recovery, helping enterprises reduce energy consumption and improve efficiency.

Производитель ZiBo QiYu

ZIBO QIYU AIR CONDITION ENERGY RECOVERY EQUIPMENT CO., LTD. We have kinds of air to air heat exchangers, such as AHU, HRV, heat tube heat exchangers, rotary heat exchangers, steam heating coil, surface air cooler.

All these products can be customized, you just need to tell me your requirements, and we have professional model selection software, we can help you choose the most suitable model.

If you're interested in our products, you can look through our website to get further information.

Website:https://www.huanrexi.com

Применение рекуператора тепла «воздух-воздух» в вентиляции животноводства

The Воздухо-воздушный рекуператор тепла Играет важную роль в индустрии вентиляции животноводства, повышая энергоэффективность и поддерживая оптимальные условия в помещениях. Этот теплообменник, предназначенный для рекуперации отходящего тепла отработанного воздуха, передает тепловую энергию от теплого, отработанного воздуха, выбрасываемого из животноводческих помещений, к поступающему свежему, более прохладному воздуху без смешивания двух потоков. В птичниках, свинарниках и других животноводческих помещениях, где критически важны постоянный контроль температуры и качество воздуха, он снижает расходы на отопление зимой за счет предварительного подогрева свежего воздуха и смягчает тепловой стресс летом благодаря эффективной терморегуляции. Обычно изготавливаемый из коррозионно-стойких материалов, таких как алюминий или нержавеющая сталь, он выдерживает влажные условия с высоким содержанием аммиака, характерные для животноводческих помещений. Интегрируясь в системы вентиляции, теплообменник не только снижает потребление энергии, но и способствует устойчивым методам ведения сельского хозяйства, обеспечивая благополучие животных и эксплуатационную эффективность. Его применение особенно ценно в крупномасштабных животноводческих хозяйствах, стремящихся к достижению баланса между экономической эффективностью и экологической ответственностью.

Пластинчатый рекуператор тепла, произведенный в Китае

Теплообменники в основном изготавливаются из таких материалов, как алюминиевая фольга, фольга из нержавеющей стали или полимеры. При разнице температур между потоком воздуха, изолированным алюминиевой фольгой, и потоком воздуха, текущим в противоположных направлениях, происходит передача тепла, что обеспечивает рекуперацию энергии. Использование воздухо-воздушного теплообменника позволяет использовать тепло отработанного воздуха для предварительного нагрева свежего воздуха, тем самым достигая цели энергосбережения. В теплообменнике используется уникальная технология комбинированной герметизации с точечными поверхностями, которая обеспечивает длительный срок службы, высокую теплопроводность, отсутствие проницаемости и вторичного загрязнения, вызванного проникновением отработанных газов.

Application of Cross Flow Heat Exchanger in Indirect Evaporative Cooling System of Data Center

The application of cross flow heat exchangers in Indirect Evaporative Cooling (IDEC) systems in data centers is mainly reflected in efficient heat exchange, reducing energy consumption, and improving data center cooling efficiency. Here are its key roles and advantages:

Basic working principle
Cross flow heat exchanger is a type of heat exchange device whose structure allows two streams of air to cross each other while maintaining physical isolation. In indirect evaporative cooling systems in data centers, it is typically used for heat exchange between cooling air and outdoor ambient air without direct mixing.
The workflow is as follows:
The primary air (data center return air) exchanges heat with the secondary air (external ambient air) through one side of the heat exchanger.
The secondary air evaporates and cools in the humidification section, reducing its own temperature, and then absorbs heat in the heat exchanger to cool the primary air.
After the primary air is cooled down, it is sent back to the data center to cool down the IT equipment.
The secondary air is ultimately discharged outdoors without entering the interior of the data center, thus avoiding the risk of pollution.

Advantages in Data Centers
(1) Efficient and energy-saving, reducing cooling demand
Reduce cooling load: By using cross flow heat exchangers, data centers can utilize external air cooling instead of relying on traditional mechanical refrigeration (such as compressors).
Improve PUE (Power Usage Effectiveness): Reduce the operating time of mechanical cooling equipment, lower energy consumption, and make PUE values closer to the ideal state (below 1.2).
(2) Completely physically isolated to avoid contamination
Cross flow heat exchangers can ensure that outdoor air does not come into direct contact with the air inside the data center, avoiding pollution, dust, or humidity affecting IT equipment. They are suitable for data centers with high air quality requirements.
(3) Suitable for various climatic conditions
In dry or warm climates, indirect evaporative cooling systems are particularly effective and can significantly reduce the cooling costs of data centers.
Even in areas with high humidity, optimizing the design of heat exchangers can improve heat exchange efficiency.
(4) Reduce water resource consumption
Compared to direct evaporative cooling (DEC), indirect evaporative cooling does not require direct spraying of water into the air of the data center, but rather indirect cooling through a heat exchanger, thus reducing water loss.

Applicable scenarios
Cross flow heat exchangers are widely used in the following types of data centers:
Hyperscale Data Center: Requires efficient and energy-saving cooling solutions to reduce operating costs.
Cloud computing data center: requires high PUE values and seeks more sustainable cooling methods.
Edge Data Center: typically located in harsh environments, requiring efficient and low maintenance cooling systems.

Challenge and Optimization Plan
Heat exchanger size and efficiency: Larger cross flow heat exchangers can improve heat exchange efficiency, but they also increase the footprint, so optimization design is needed, such as using aluminum or composite material heat exchangers to improve heat exchange efficiency.
Scaling and maintenance: Due to humidity changes, heat exchangers may experience scaling issues, requiring regular cleaning and the use of corrosion-resistant coatings to extend their lifespan.
Control system optimization: Combined with intelligent control, dynamically adjust the working mode of the heat exchanger based on external environmental temperature, humidity, and data center load conditions to improve system adaptability.

Future Development Trends
New efficient heat exchange materials, such as nano coated heat exchangers, further improve heat exchange efficiency.
Combined with AI intelligent control system, dynamically adjust the heat exchange according to the real-time load of the data center.
Combining liquid cooling technology to further improve heat dissipation efficiency in high-density server rooms.

Cross flow heat exchangers play an important role in the indirect evaporative cooling system of data centers, providing efficient heat transfer, reducing energy consumption, minimizing pollution, and improving equipment reliability. They are currently one of the important technologies in the field of data center cooling, especially suitable for large-scale, high-efficiency data centers.

Рекуперация тепла промышленной очистки

Архив автора Шаохай