Pyörivän regeneraattorin lämpötilahyötysuhteen parantaminen

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli tutkimusten avulla selvittää, voidaanko pyörivän regeneraattorin lämpötilahyötysuhdetta parantaa kennon materiaalivalinnoilla. Lisäksi tutkimuksessa oli tarkoitus syventyä lämmöntalteenottokennojen rypytyskuvioihin ja selvittää, voidaanko optimaalisella leikkausprofiililla parantaa siirtimen lämpötilahyötysuhdetta. Tutkimukset suoritettiin SFS EN 308 -standardin mukaisilla lämpötilahyötysuhdemittauksilla. Mittaukset suoritettiin luotettavien tuloksien aikaansaamiseksi sekä tutkittavalle että tuotannossa käytössä olevalle siirtimelle. Tutkittavat tapaukset valikoituivat selvitystyön perusteella, missä tarkasteltiin regeneratiiviselta lämmönsiirtimeltä vaadittavia ominaisuuksia. Poikkileikkausprofiilien muutokset perustuivat yrityksen aiemmin suorittamiin kanavaprofiilien CFD-simulointeihin. Projektissa tutkitut tapaukset eivät parantaneet pyörivän regeneraattorin lämpötilahyötysuhdetta. Muokatun kanavaprofiilin vaikutus lämmönsiirtoon havaittiin olevan merkityksetön. Myöskään lämmönjohtavuudeltaan paremman materiaalin hyödyntäminen ei havaittu tehostavan kennon lämmönsiirtoa. Projektin avulla saatiin hyödyllistä tietoa materiaalien soveltuvuuksista regeneratiivisiksi lämmönsiirtimiksi sekä kennon rainan erilaisista leikkausprofiileista. Lisäksi tutkimuksen avulla saatiin luotua kirjallinen dokumentaatio lämpötilahyötysuhdemittauksien mittausjärjestelyistä, jota voidaan hyödyntää yrityksen tuotekehityksessä. Näiden lisäksi materiaalien ja leikkausprofiilien selvitystyöstä saatiin aikaan runko tutkimusprosessille, jota voidaan hyödyntää uusien valmistusvaihtoehtojen kartoituksessa.

The purpose of this final year project was to find out whether or not it is possible to improve the temperature efficiency of rotary heat exchangers by different heat transfer element materials. Furthermore, this study investigated the optimization and modification of the cutting profile and how it could improve the heat exchange process. This study is based on measurements performed on selected products that were chosen through earlier research. Changes to the cross-cutting profiles were selected by previous simulations done by the company. An alternative option to aluminum, as material of the heat exchanger, was chosen according to the examination of the heat transfer capacity in different materials. According to the study, the modification of the cutting profile did not improve the efficiency of the heat transfer in a rotary heat exchanger. Neither did the changes in materials have a positive impact on the heat transfer. Due to this project, useful information was collected about the requirements of the heat transferring materials in regenerative heat exchange, and the different types of cutting profiles. The valuable information was summarized in this final year project, beneficial for further studies.