ری جنراتورها

دستگاه های انتقال حرارت جهت تبادل انرژی گرمایی بین دو یا چند جریان با دماهای متفاوت به کار می روند. این دستگاه ها بر اساس فرایند تبادل به دو نوع تماس مستقیم و تماس غیرمستقیم دسته بندی می شود. در نوع تماس مستقیم دو جریان گرم و سرد بطور مستقیم با هم تماس دارند و پس از تبادل حرارت جریان ها از هم جدا می شوند. در نوع تماس غیرمستقیم، دو جریان از هم جدا هستند. در حالتی که انتقال حرارت از یک دیواره جدا کننده به صورت پیوسته انجام می شود، مبدل حرارتی مستقیم یا ریکوپراتور و در حالتی که انتقال حرارت از طریق یک جسم واسطه (صفحه های انتقال حرارت که انرژی حرارتی را ذخیره و تخلیه می کنند) انجام می شود، نوع مبدل، غیرمستقیم یا ری جنراتور می باشد.
دسته بندی دیگر مبدل ها براساس نسبت سطح تبادل حرارت به حجم دستگاه می باشد، مبدل هایی که دارای چگالی سطح زیاد و بیش از 700 متر مربع در متر مکعب باشند ،مبدل های فشرده و کمتر از این مقدار غیر فشرده است.
استفاده از بسترهای فشرده در فرآیندهای متفاوت معمول است، ساختار این بسترها ساده و نسبتا ارزان می باشد و موارد استفاده آن در راکتورهای شیمیایی، دستگاه های جداسازی، برج های جذب، ریژنراتورها و...است.
در تمام این موارد مکانیسم انتقال حرارت بین سیال جاری و مواد آکنده انجام می گیرد. ریژنراتورهای بازیافت حرارت، یک مبدل انتقال حرارت غیرمستقیم است که برای انتقال انرژی بین دو سیال گازی به کار می رود و در آن سطح انتقال حرارت بصورت فشرده است و این بستر ماتریس نام دارد. زمانی که جریان سیال گرم (گازهای حاصل از احتراق) از بستر مبدل عبور می کند، انرژی گرمایی در دیواره های ماتریس ذخیره می شود و پس از عبور سیال سرد (هوای تازه سوخت) از بستر، انرژی گرمایی ماتریس به سیال سرد باز پس داده می شود. بنابراین، انتقال گرما غیرمستقیم و با واسطه ماتریس انجام می شود. بیشترین کاربرد آن در نیروگاه های حرارتی است و برای پیش گرم کردن هوای ورودی به بویلر از انرژی دود خروجی از محفظه احتراق استفاده می شود.

انواع ري جنراتورها

ری جنراتورها  به دو نوع تقسیم می شوند:
1-بستر ثابت
2-بستر چرخان

در نوع بستر ثابت دو سیال گرم و سرد در جهت مخالف یکدیگر در دو پریود زمانی متفاوت وارد بستر ثابت می شوند. در پریود اول سیال گرم حرارت خود را در بستر ذخیره نموده و این انرژی در پریود بعد به سیال سرد منتقل می گردد.

ویزگیهای ری جنراتورهای بستر ثابت بصورت زیر می باشد:
1- تنها یک مسیر جریان لازم است.
2- سطح انتقال حرارت بر واحد حجم بالاست.
3- توزیع فشار در ری جنراتور یکسان است.
4- با معکوس کردن جریان باعث تمیزی ری جنراتورشده بنابراین از آلودگی می کاهد.
5- بخارهایی که در پروسه بازیافت کندانس شده اند ممکن است دوباره در پریود بعدی تبخیر شده و خارج شوند.

معایب ری جنراتورهای بستر ثابت عبارتند از:

1- پریودیک بودن ری جنراتور و استفاده از شیرهای زیاد برای کار مداوم.
2- حداقل دو بستر مورد نیاز است تا کار ری جنراتور بصورت مداوم باشد.
3- درجه حرارت سیال خروجی با زمان تغییر می کند.
 در ری جنراتورهای دوار دو سیال سرد و گرم در جهت مخالف از یک بستر دوار عبور می نماید در این حالت دیسک دوار با گردش ثابت سیال سرد و گرم را بطور متناوب از خود عبور می دهد و انتقال گرما را از سیال گرم به سیال سرد انجام می دهد.
این نوع ری جنراتورها که چرخهای حرارتی یا لانگستروم نیز نامیده می شوند، در نیروگاه ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از ری جنراتورها بصورتی است که قالب آن درون سیلندری می باشد که در وسط جریان های سرد ورودی و گرم هوای تلف شده دوران می نماید. در واقع ری جنراتورهای دوار یک احیا کننده حرارتی گردان گاز است که می تواند حرارت را از گازهای خروجی به گازهای ورودی منتقل کند. کاربرد اصلی آن در جایی است که برای تبادل گرمایی بین توده های بزرگ هوا به اختلاف دمای کمی نیاز باشد.
در ری جنراتورها، رتور چرخ که شامل قطاع هایی از شبکه فولاد و یا مواد غیر آلی بوده و دارای روکش جاذب رطوبت از نوع سرامیک شیشه ای است، گرما را از گازهای خروجی جذب می کند و همانطور که رتور می چرخد، گرما را به جریانات سرد ورودی انتقال می دهد.
معمولا سرعت گردش بین 10 تا 20 دور در دقیقه است و برای جلوگیری از آلودگی بین دو جریان، در بین جریانات گاز تمیز و کثیف یک هد پاک کننده قرار داده می شود.

انواع ري جنراتورهاي دوار

ري جنراتورهاي دوار به سه نوع تقسيم مي شوند:
يك چرخ ساخته شده از رشته هاي آلومينيوم يا فولادي كه بافته شده است و مزاياي آن بسيار كم هزينه بودن وراندمان بالا مي باشد. اما افت فشار آن نسبتا زياد است و امكان رسوب و آلودگي آن هم زياد مي باشد.
ري جنراتورهاي با جريان لامينار.
ري جنراتورهاي فلزي، كه ميزان انتقال حرارت آنها بيشتر مي باشد.
    نمونه ای از کاربردهای ری جنراتورهای دوار استفاده از آنها در سیستم های گرمایشی، تهویه، بازیافت حرارت از هوای خروجی خشک کن، کوره های بزرگ و کوچک ذوب فلزات و ماشین آلات چاپ می باشد.