ما هو المبدأ الكامن وراء استعادة الحرارة المهدرة في مجموعات مولدات الغاز الحيوي؟

ما هو المبدأ وراءاستعادة الحرارة المفقودةفي مجموعات مولدات الغاز الحيوي؟

يتضمن المبدأ الأساسي لاستعادة الحرارة المهدورة في مجموعات مولدات الغاز الحيوي نقل الطاقة الحرارية من غازات المداخن ذات درجات الحرارة المرتفعة المنبعثة من المولد ومياه التبريد من بطانات الأسطوانات إلى الوسائط الأخرى (مثل الماء أو الهواء) عبر مبادلات حرارية متخصصة. يتم بعد ذلك استخدام هذه الوسائط الساخنة في التطبيقات الصناعية أو المنزلية، مما يتيح الاستفادة من الطاقة الثانوية.

I. المبدأ الأساسي: نقل الحرارة والتحويل المتوسط

تلتزم العملية برمتها بالقانون الأول للديناميكا الحرارية: لا يمكن إنشاء الحرارة أو تدميرها، بل تنتقل فقط من الأجسام ذات درجة الحرارة الأعلى- إلى الأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة-. ويتحقق ذلك من خلال خطوتين رئيسيتين:

احتجاز الحرارة: استخدام المبادلات الحرارية (على سبيل المثال، المبادلات الحرارية لغاز المداخن، ومبادلات حرارة الماء- إلى- الماء) كوسطاء، تتلامس ناقلات الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة العالية- (غاز المداخن، ومياه غلاف الأسطوانة) بشكل مباشر أو غير مباشر مع الوسائط ذات درجة الحرارة المنخفضة- التي تتطلب التدفئة (الماء البارد والهواء).

إعادة استخدام الطاقة: يتم توزيع الوسط الساخن (مثل الماء الساخن والهواء الساخن) على تطبيقات مختلفة حسب الحاجة، وتحويل الطاقة الحرارية المهدرة إلى طاقة قابلة للاستخدام مباشرة للتدفئة أو إمدادات الماء الساخن أو عمليات الإنتاج المساعدة.

تنشأ الحرارة المهدرة في وحدات توليد الغاز الحيوي في المقام الأول من مصدرين. ونظرًا للاختلافات في درجات الحرارة والوسط الحامل، تختلف أيضًا مبادئ الاسترداد والمعدات المستخدمة.

ارتفاع درجة الحرارة-سخونة غاز المداخن

400-600 درجة

المبادل الحراري لغاز المداخن (نوع -الأنبوب عادةً أو نوع الزعنفة-)

-يتدفق غاز المداخن ذو درجة الحرارة المرتفعة عبر أنابيب المبادل الحراري بينما يدور الماء البارد أو الهواء إلى الخارج. تنتقل الحرارة عبر جدران الأنبوب، مما يؤدي إلى تسخين الماء إلى ماء ساخن (أو بخار) أو تسخين الهواء مباشرة.

بطانة الأسطوانة تبريد حرارة المياه المهدرة

80-90 درجة

الماء-إلى-المبادل الحراري للماء (عادةً لوحة أو غلاف-و-نوع أنبوب)

-يتصل ماء التبريد ذو درجة الحرارة العالية والماء البارد الذي يتطلب التسخين بشكل غير مباشر ببعضهما البعض من خلال أقسام داخل المبادل الحراري. تنتقل الحرارة من الماء ذو ​​درجة الحرارة المرتفعة-إلى الماء ذو ​​درجة الحرارة المنخفضة-مما ينتج عنه ماء ساخن بدرجة حرارة متوسطة-بدون تسخين إضافي.