مبدل حرارتی بازیاب یا بصورت رایجتر ری ژنراتور، نوعی مبدل حرارتی است که در آن، حرارت سیال داغ متناوبا در یک واسطه ذخیره گرما قبل از انتقال به سیال سرد، ذخیره میشود. برای رسیدن به این امر، سیال داغ در تماس با محیط ذخیره حرارت قرار میگیرد و سپس سیال با سیال سرد جابجا میشود که حرارت را جذب میکند. در مبدلهای حرارتی بازیاب، سیال دو طرف مبدل میتواند یکسان باشد. در این مبدلها سیال میتواند مرحلهای بیرونی را طی کرده و مجددا با جریان مخالف به مبدل حرارتی بازگردد تا بازده بالاتر رود. معمولا در کاربردها، از این فرآیند بهصورت دورهای یا تکراری استفاده میشود.
گرمایش بازیاب یکی از روشهای مهمی بود که در طی انقلاب صنعتی کشف شد و در کورهها استفاده میشد.
انواع مبدل های بازیاب
- بازیاب های دوار (rotary regenerators)
در بازیاب های دوار، شبکه بهصورت پیوسته بین دو جریان مخالف سیال دوران میکند. در بازیاب دوار، دو جریان تقریبا بهصورت کامل از هم جدا میشوند ولیکن درزها عموما بینقص نیستند. در هر زمان، تنها یک جریان از هر بخش شبکه جریان مییابد. به دلیل دوران داشتن، در نهایت هر دو سیال از تمامی بخشهای مبدل حرارتی عبور میکنند. هر قسمت شبکه تقریبا همدما است و دلیل آن این است که دوران عمود بر گرادیان دما و جهت سیال است و در راستای آنها نیست. دماهای سیال در طی سطح، گوناگون هستند ولیکن دماهای جریان موضعی تابعی از زمان نیستند.
- بازیاب شبکه ثابت (fixed matrix regenarator)
در یک بازیاب شبکه ثابت، جریان تک سیال دارای جریان برگشتپذیر دورهای است. این بازیاب ممکن است جزئی از یک سیستم بدون شیر (valveless) مانند موتور استرلینگ باشد.
- مبدل حرارتی بازیاب در ابعاد میکرو (micro scale regenerative heat exchanger)
نوع دیگر مبدلهای بازیاب، مبدلهای با ابعاد میکرو هستند. دارای ساختار شبکه چندلایه بوده که هر لایه مقداری انحراف (offset) نسبت به لایه مجاور بهاندازه نصف یک سلول دارد که دارای یک ورودی در امتداد هر دو محور عمود بر محور جریان است. هر لایه خود ترکیبی از دو زیر لایه است. یکی از این زیر لایهها از ماده با رسانش حرارتی زیاد و دیگری مادهای با رسانش حرارتی کم است. هنگامیکه سیال داغ از میان سلول جریان مییابد، گرما از سیال به دیوارههای سلول منتقلشده و در آنجا ذخیره میشود. هنگامیکه جهت حرکت سیال عکس میشود، گرما از دیوارههای سلول به سیال منتقل میشود.
- مزایای مبدل حرارتی بازیاب
- مساحت سطح بیشتر در همان حجم
- کاهش افت فشار
- مقرونبهصرفه تر به لحاظ تولید و مواد
- طراحی ساده درپوشهای ورودی و خروجی
- معایب مبدلهای حرارتی بازیاب
- بزرگترین عیب اساسی اختلاط جریانهای سیال است؛ به همین دلیل استفاده از این مبدل درجایی که اختلاط دو سیال مهم نیست، توصیه میشود و در کاربردهای مایع یا تغییر فاز دهنده رایج نیست.
- ایجاد تنش زیاد بر اجزای مبدل حرارتی به دلیل گرمایش و سرمایش دائم که میتواند منجر به شکست و ترک خوردن مواد شود.