Mis on soojusvahetid?

Mõistet "soojusvaheti" kasutatakse seadme kirjeldamiseks, mis hõlbustab soojuse ülekandmist ühelt vedelikult teisele ilma neid kahte segamata. See koosneb kahest erinevast kanalist või teest, millest üks on mõeldud kuuma vedeliku jaoks ja teine ​​külma vedeliku jaoks, mis jäävad soojuse vahetamise ajal eraldi. Soojusvaheti esmane ülesanne on energiatõhususe suurendamine jääksoojuse kasutamise, ressursside säästmise ja tegevuskulude vähendamise kaudu.

Levinud soojusvahetite tüübid
Korpuse ja toru soojusvahetid:Need on kõige levinumad soojusvahetid, mida kasutatakse kaubanduslikes HVAC-süsteemides. Need koosnevad torude seeriast, mis on ümbritsetud kestaga. Kuum vedelik voolab läbi torude, samal ajal kui külm vedelik tsirkuleerib torusid kestas, võimaldades tõhusat soojusvahetust.

Plaatsoojusvahetid:Plaatsoojusvahetites kasutatakse metallplaatide virna, millel on vaheldumisi tõstetud ja surutud alad. Kuumad ja külmad vedelikud voolavad läbi eraldi kanalite, mille tekitavad plaatide vahed, maksimeerides soojusülekannet tänu suurele pinnale.

Õhk-õhk soojusvahetid:Need soojusvahetid, mida tuntakse ka kui soojustagastusseadmeid, edastavad soojust väljatõmbe- ja sissepuhkeõhu voogude vahel. Need eemaldavad kuumuse vananenud õhust ja edastavad selle värske õhu kätte, vähendades energiatarbimist sissetuleva õhu eelkonditsioneerimisega.

Mis on kesta ja toru soojusvaheti tööstuslik kasutamine?
Keemia-, toidu-, nafta- ja gaasi- ning muudes valdkondades kasutatavate kesta- ja torusoojusvahetite tööstuslik kasutamine on laialt levinud. Neid kasutatakse tavaliselt erinevates tööstusharudes soojuse ülekandmiseks kahe vedeliku vahel ilma otsese kokkupuuteta. Mõned peamised tööstuslikud kesta- ja torusoojusvahetite rakendused hõlmavad järgmist:

Kütte- ja jahutusprotsessid keemiatehastes
Kondenseerimise ja aurustamise kohustused rafineerimistehastes
Soojustagastussüsteemid elektritootmisrajatistes
HVAC süsteemid äri- ja elamutes
Külmutussüsteemid toiduainete töötlemisettevõtetes
Soojusjuhtimine nafta- ja gaasitootmisrajatistes
Üldiselt mängivad kesta- ja torusoojusvahetid ülitähtsat rolli termilise efektiivsuse optimeerimisel ja temperatuuri kontrolli säilitamisel paljudes tööstusprotsessides.

Mitut tüüpi kesta- ja torusoojusvahetit?
Põhimõtteliselt kasutatakse tavaliselt kolme peamist tüüpi kesta- ja torusoojusvahetiid:

1. Fikseeritud torulehevaheti (L-, M- ja N-tüüpi tagumised päised)
Selles konstruktsioonis on toru leht keevitatud kesta külge, mille tulemuseks on lihtne ja ökonoomne konstruktsioon. Kuigi toru auke saab puhastada mehaaniliselt või keemiliselt, on torude välispinnad üldiselt kättesaamatud, välja arvatud keemiline puhastus. Laienduslõõtsad võivad olla vajalikud suurte temperatuurierinevuste kohanemiseks kesta ja toru materjalide vahel, kuid need võivad põhjustada nõrkust ja rikkeid.

2. U-toru soojusvahetid
U-toru soojusvaheti puhul võivad eesmise päise tüübid erineda ja tagumine päis on tavaliselt M-tüüpi. U-torud võimaldavad piiramatut soojuspaisumist ja torukimbu saab puhastamiseks eemaldada. Torude sisemine puhastamine mehaaniliste vahenditega on aga keeruline, mistõttu see tüüp sobib ainult rakendusteks, kus torupoolsed vedelikud on puhtad.

3. Ujuv peavaheti (P, S, T ja W tüüpi tagumised päised)
Seda tüüpi soojusvaheti puhul ei keevitata tagumise päise otsas olevat torulehte kesta külge, vaid sellel lastakse liikuda või hõljuda. Eesmise päise otsas olev toruleht on suurema läbimõõduga kui kest ja see on suletud sarnaselt fikseeritud torulehe konstruktsioonile.

Soojuspaisumine on võimalik ja torukimbu saab puhastamiseks eemaldada. S-tüüpi tagumine pea on kõige populaarsem valik tagumise päise jaoks. Ujuvpeaga soojusvahetid sobivad kõrgete temperatuuride ja rõhkude jaoks, kuid on üldiselt kallimad kui fikseeritud torulehtvahetid.

Professionaalse torude tarnijana saab Hnssd.com pakkuda kohandatud soojusvahetiid. Kui vajate meie toodete kohta lisateavet, palume teil meiega ühendust võtta:sales@hnssd.com

Korpuse ja torusoojusvaheti komponendid võib jagada järgmisteks osadeks:

1. Kest
Kest on soojusvaheti välimine osa, mis hoiab torukimpu. Tavaliselt on see silindriline anum, mis on valmistatud terasest või muudest sobivatest ainetest

2. Torud või torukimp
Kogu kesta pikkuses kulgev paralleelsete torude kogum moodustab torukimbu. Sõltuvalt konkreetsest kasutusest võivad torud koosneda erinevatest materjalidest, nagu roostevaba teras, vask või titaan. Olulised konstruktsiooniparameetrid on ka torude läbimõõt ja paksus.

3. Torulehed
Torulehed on tugevad lehed, mis toimivad tõkkena torukimbu ja kesta vahel. Need on tavaliselt valmistatud terasest ja on korpuse külge sulatatud, et tagada kindel ja lekkevaba sulgemine. Torud sisestatakse läbi torulehtede aukude ja need on kas laiendatud või keevitatud.

4. Häired
Deflektorid on plaadid või vardad, mis asetatakse kesta sisse, et reguleerida vedeliku liikumist torukimbu ümber. Need võivad olla kas piki- või põikisuunalised ja on mõeldud soojusülekande tõhususe suurendamiseks.

5. Sisse- ja väljalaskeotsikud
Sisse- ja väljalaskeotsikud toimivad soojusvaheti vedelike sisenemis- ja väljumispunktidena. Need ühendused asetatakse tavaliselt kesta vastasotstesse ning kinnitatakse torude ja kesta külge äärikute või muud tüüpi liitmike abil.

6. Paisumisvuugid
Paisumisvuugid on painduvad pistikud, mis mahutavad torukimbu soojuspaisumise ja kokkutõmbumise. Tavaliselt asuvad need ühenduskohad soojusvaheti sisse- ja väljalaskeava juures ning need on valmistatud metallist lõõtsa või muude painduvate materjalide abil.

7. Tugistruktuurid
Tugikonstruktsioonid hoiavad soojusvahetid paigal, tagades stabiilse vundamendi. Tugikonstruktsioonid võivad olla kas ajutised või püsivad ning olla valmistatud terasest või muust materjalist.

Kesta ja toru geomeetriline terminoloogia

Toru läbimõõdu paigutus ja samm
Torude läbimõõt võib olla vahemikus 12,7 mm (0,5 tolli) kuni 50,8 mm (2 tolli), kuid kõige levinumad suurused on 19,05 mm (0,75 tolli) ja 25,4 mm (1 tolli). Torud asetatakse torulehtedesse kolmnurkse või ruudukujulise mustriga.

Ruudukujulised paigutused on vajalikud seal, kus on vaja jõuda toru pinnale mehaaniliseks puhastamiseks. Kolmnurkne paigutus võimaldab antud ruumis rohkem torusid. Toru samm on lühim torude vaheline kaugus keskpunktist. Toru vahekaugus määratakse toru sammu ja toru läbimõõdu suhte järgi, mis on tavaliselt 1,25 või 1,33. Kuna puhastamiseks kasutatakse ruudukujulist paigutust, on torude vahele lubatud minimaalselt 6,35 mm (0,25 tolli) vahe.

Deflektori tüübid
Korpuse küljele on paigaldatud deflektorid, et tagada suurem soojusülekande kiirus suurenenud turbulentsi tõttu ja toetada torusid, vähendades seeläbi vibratsioonist tingitud kahjustuste võimalust. Seal on mitu erinevat tüüpi deflektorit, mis toetavad torusid ja soodustavad voolu läbi torude.

Üks segment (see on kõige levinum),

Double Segmental (seda kasutatakse väiksema kerekülje kiiruse ja rõhulanguse saavutamiseks),

Plaat ja sõõrik.

Deflektorite vahelist kaugust keskpunktist keskpunkti nimetatakse deflektori sammuks ja seda saab reguleerida ristvoolu kiiruse muutmiseks. Praktikas ei ole deflektori samm tavaliselt suurem kui vahemaa, mis on võrdne kesta siseläbimõõduga, või lähemal kui vahemaa, mis on võrdne ühe viiendiku läbimõõduga või 50,8 mm (2 tolli), olenevalt sellest, kumb on suurem. Selleks, et vedelik saaks voolata mööda torusid edasi-tagasi, lõigatakse osa deflektorist ära. Selle osa kõrgust nimetatakse deflektori lõikeks ja seda mõõdetakse protsendina kesta läbimõõdust, nt 25% deflektori läbilõige. Deflektori lõike (või deflektori akna) suurust tuleb arvestada koos deflektori sammuga. On normaalne, et deflektori lõike ja deflektori sammu suurus on ligikaudu võrdne kiirusega läbi akna ja ristvoolu.

Korpuse ja torusoojusvaheti mehaaniline konstruktsioon annab teavet selliste elementide kohta nagu kesta paksus, ääriku paksus jne. Need arvutatakse surveanuma konstruktsioonikoodi abil, nagu näiteks ASME (Ameerika Mehaanikainseneride Ühing) kood Boiler and Pressure Vessel. ja British Master Pressure Vessel Standard, BS 5500. ASME on soojusvahetite jaoks kõige sagedamini kasutatav kood ja see koosneb 11 jaotisest. Soojusvahetite puhul on enim kohaldatav koodi VIII jagu (suletud surveanumad), kuid asjakohased on ka jaotised II – Materjalid ja V jagu – Mittepurustavad katsed.

Nii ASME kui ka BS5500 on laialdaselt kasutusel ja aktsepteeritud kogu maailmas, kuid mõned riigid nõuavad oma riiklike koodide kasutamist. Selle lihtsustamiseks üritab Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon praegu välja töötada uut rahvusvaheliselt tunnustatud koodeksit, kuid selle aktsepteerimiseni kulub tõenäoliselt veidi aega.