阀门切换式蓄热热交换器

图5.3所示为外壳回转型的蓄热式热交换器，它由上下回转风罩、传动装置、蓄热体、密封装置、烟道和风道构成，一端为8字形而另一端为圆柱形的两个风罩盖在定子的上下两个端面上，其安装方位相同，并且同步绕轴旋转。由于风罩是8字形，风罩旋转一周的过程中，蓄热体两次被加热和冷却，因此风罩旋转的回转型空气预热器的转速要比受热面旋转的回转型空气预热器低。上下风罩同步旋转的速度一般为0.75～1.4r/min。空气通过上风罩进入定子，被蓄热体加热后由下风罩流出，烟气在风罩外面流经定子。回转风罩与固定风道之间设有环形密封，与定子之间也设有密封装置，以防止空气泄漏到烟气中。在整个定子截面上，烟气流通截面积占50%～60%，空气流通截面积占35%～45%，密封区占5%～10%。风罩旋转的回转型空气热预器的优点为不易出现受热面因温度分布不均而产生蘑菇状变形，且可使用重量大、强度低但能防腐蚀的陶瓷受热面，缺点为结构较复杂。对于大型的转子回转型空气预热器，因转子十分笨重，旋转时易发生受热面变形及轴弯曲等问题。而风罩旋转的回转型空气预热器采用了使受热面与烟道一起构成坚固的定子以及使质量轻的风罩能转动的结构，能避免这类问题的发生。

图5.2 蓄热板结构图

图5.3 风罩旋转的回转型空气预热器

1-空气出口；2-空气入口；3-烟气出口；4-回转风罩；5-隔板；6-烟气入口

图5.4为阀门切换型蓄热式热交换器的原理图。它由两个相同的充满蓄热体的蓄热室所构成。当双通阀门处于图示位置时，冷空气从蓄热室乙流过，蓄热体释放热量使冷空气受热，热烟气则在同时流过蓄热室甲，将甲中蓄热体加热而烟气本身被冷却。在一定时间间隔后，将双通阀门转动90°，则使冷空气改向流过甲，热烟气流过乙。如此定期地不断切换双通阀就可实现冷、热气体之间热交换。

图5.4 阀门切换型蓄热式热交换器工作原理图(www.xing528.com)

蓄热室中的蓄热体大多由耐火砖砌成的“格子砖”构成（见图5.5）。为了连续运行，都具有两个蓄热室（图5.4）。这种阀门切换型常用于玻璃窑炉，冶金工业中高炉的热风炉。图5.6所示为一玻璃窑炉中使用的阀门切换型蓄热式热交换器。从玻璃加热池上排出的高温烟气进入蓄热式格子体时温度约为1100～1300℃，通过蓄热室后温度约为400～600℃，进入蓄热室的空气温度约100～120℃，排出时达到约900～1100℃，然后进入加热池内供燃油用。

图5.5 蓄热室结构简图

图5.6 阀门切换型热交换器用于玻璃窑炉示意图

图5.7 蓄热体颗粒移动型热交换器工作原理

阀门切换型蓄热式热交换器还用于空分装置的蓄冷器，常用卵石或铝波纹片作蓄热体。在应用于太阳能空气集热系统时，在蓄热室中蓄热体也常常是卵石而不是格子砖。传统的蓄热室采用格子砖作为蓄热体，传热效率低，蓄热室体积庞大，换向周期长，新型蓄热室采用陶瓷小球或蜂窝体作为蓄热体，其比面积高达200～1000m2/m3。蓄热体的发展趋势是采用陶瓷蜂窝体，其高温段为高纯铝质材料，中部采用莫来石材料，低温段材质为堇青石。

除以上两种蓄热式热交换器在工业上应用较广外，还有一种蓄热体颗粒移动型热交换器。在这种热交换器中，蓄热体颗粒靠自重作用先通过热流体室吸收热量，继而流过冷流体室放出热量，以此实现了把热流体热量传给冷流体。蓄热体颗粒通过冷流体室后又被送回热流体室上部，开始下一个工作周期（图5.7）。