מהם מחליפי חום?

המונח "מחליף חום" משמש לתיאור מכשיר המאפשר העברת חום מנוזל אחד לאחר מבלי לערבב את השניים. הוא מורכב משני תעלות או נתיבים נפרדים, אחד לנוזל החם ואחד לנוזל הקר, שנשארים נפרדים תוך כדי החלפת חום. תפקידו העיקרי של מחליף חום הוא לשפר את יעילות האנרגיה על ידי ניצול פסולת חום, שימור משאבים והפחתת עלויות תפעול.

סוגים נפוצים של מחליפי חום
מחליפי חום מעטפת וצינורות:אלו הם הסוגים הנפוצים ביותר של מחליפי חום המשמשים במערכות HVAC מסחריות. הם מורכבים מסדרה של צינורות סגורים במעטפת. הנוזל החם זורם דרך הצינורות בזמן שהנוזל הקר מפיץ את הצינורות בתוך המעטפת, מה שמאפשר חילופי חום יעילים.

מחליפי חום צלחות:מחליפי חום צלחות משתמשים בערימה של לוחות מתכת עם אזורים מוגבהים ומדוכאים לסירוגין. הנוזלים החמים והקרים זורמים דרך תעלות נפרדות שנוצרו על ידי הרווחים בין הלוחות, וממקסמים את העברת החום בשל שטח הפנים הגדול.

מחליפי חום אוויר-אוויר:מחליפי חום אלה, הידועים גם כיחידות לשחזור חום, מעבירים חום בין זרמי החילוץ והאספקה. הם מסירים חום מהאוויר המעופש ומעבירים אותו לאוויר צח, ומפחיתים את צריכת האנרגיה על ידי מיזוג מראש של האוויר הנכנס.

מהו השימוש התעשייתי במחליף חום של מעטפת וצינורות?
השימוש התעשייתי במחלפי חום של מעטפת וצינורות, המשמשים בתחומי הכימיקלים, המזון, הנפט והגז ועוד, נפוץ. הם משמשים בדרך כלל בתעשיות שונות להעברת חום בין שני נוזלים ללא מגע ישיר. חלק מהיישומים התעשייתיים העיקריים של מחליפי חום קליפות וצינורות כוללים:

תהליכי חימום וקירור במפעלים כימיים
תפקידי עיבוי ואיוד בבתי זיקוק
מערכות שחזור חום במתקני ייצור חשמל
מערכות HVAC במבני מסחר ומגורים
מערכות קירור במפעלי עיבוד מזון
ניהול תרמי במתקני הפקת נפט וגז
בסך הכל, מחליפי חום של מעטפת וצינורות ממלאים תפקיד מכריע במיטוב היעילות התרמית ושמירה על בקרת טמפרטורה במגוון רחב של תהליכים תעשייתיים.

כמה סוגים של מחליף חום מעטפת וצינורות?
בעיקרו של דבר, ישנם שלושה סוגים עיקריים של מחליפי חום של מעטפת וצינור הנמצאים בשימוש נפוץ:

1. מחליף יריעות צינור קבוע (כותרות אחוריות מסוג L, M ו-N)
בתכנון זה, יריעת הצינור מרותכת למעטפת, ומביאה לבנייה פשוטה וחסכונית. בעוד שניתן לנקות את נקבי הצינור באופן מכני או כימי, המשטחים החיצוניים של הצינורות בדרך כלל אינם נגישים למעט ניקוי כימי. מפוח הרחבה עשוי להיות נחוץ כדי להכיל הבדלי טמפרטורה גדולים בין חומרי המעטפת והצינור, אך הם יכולים להיות מקור לחולשה וכישלון.

2. מחליפי U-Tube
במחליף U-Tube, סוגי הכותרים הקדמיים עשויים להשתנות, והראש האחורי הוא בדרך כלל מסוג M. צינורות U מאפשרים התרחבות תרמית בלתי מוגבלת, וניתן להסיר את צרור הצינורות לניקוי. עם זאת, ניקוי פנימי של הצינורות באמצעים מכניים הוא קשה, מה שהופך את הסוג הזה למתאים רק ליישומים שבהם הנוזלים בצד הצינור נקיים.

3. מחליף ראש צף (כותרות אחוריות מסוג P, S, T ו-W)
בסוג זה של מחליף, יריעת הצינורות בקצה הכותרת האחורי אינה מרותכת למעטפת אלא מאפשרת לנוע או לצוף. יריעת הצינור בקצה הכותרת הקדמי היא בקוטר גדול יותר מהקליפה והיא אטומה בדומה לעיצוב יריעת הצינור הקבועה.

ניתן להכיל התרחבות תרמית, וניתן להסיר את צרור הצינורות לניקוי. ראש אחורי מסוג S הוא הבחירה הפופולרית ביותר לראש האחורי. מחליפי ראש צף מתאימים לטמפרטורות ולחצים גבוהים, אך הם בדרך כלל יקרים יותר בהשוואה למחלפי יריעות צינור קבועות.

כספק צינורות מקצועי, Hnssd.com יכול לספק מחליפי חום מותאמים אישית. אם תזדקק למידע נוסף לגבי המוצרים שלנו, אנו מבקשים ממך לפנות אלינו:sales@hnssd.com

ניתן לחלק את הרכיבים של מחליף חום של מעטפת וצינור לחלקים הבאים:

1. מעטפת
הקליפה היא החלק החיצוני ביותר של מחליף החום המחזיק את צרור הצינורות. זה בדרך כלל מיכל גלילי הבנוי מפלדה או חומרים מתאימים אחרים

2. צינורות או צרור צינורות
אוסף של צינורות מקבילים העוברים לאורך המעטפת מרכיבים את צרור הצינורות. בהתאם לשימוש הספציפי, הצינורות יכולים להיות מורכבים מחומרים שונים, כגון נירוסטה, נחושת או טיטניום. הקוטר והעובי של הצינורות הם גם פרמטרים עיצוביים חשובים.

3. יריעות צינור
יריעות צינור הן יריעות יציבות המשמשות כמחסום בין צרור הצינורות למעטפת. הם נבנים בדרך כלל באמצעות פלדה ומחוברים למעטפת כדי להבטיח סגירה יציבה וללא דליפות. הצינורות מוכנסים דרך חורים ביריעות הצינור ומורחבים או מרותכים למקומם.

4. בלבולים
באפלים הם צלחות או מוטות הממוקמים בתוך הקליפה כדי לווסת את תנועת הנוזל סביב צרור הצינורות. אלה יכולים להיות אורכיים או רוחביים בכיוון ונועדו לשפר את האפקטיביות של העברת חום.

5. חרירי כניסה ויציאה
חרירי הכניסה והיציאה משמשים כנקודות כניסה ויציאה לנוזלים במחליף החום. חיבורים אלו ממוקמים בדרך כלל בקצוות מנוגדים של המעטפת ומוצמדים לצינורות ולמעטפת באמצעות אוגנים או סוגים אחרים של אביזרים.

6. מפרקי התפשטות
מפרקי התפשטות הם מחברים גמישים המתאימים להתרחבות והתכווצות התרמית של צרור הצינורות. ממוקמים בדרך כלל בכניסה וביציאה של מחליף החום, מפרקים אלה בנויים באמצעות מפוח מתכת או חומרים גמישים אחרים.

7. מבני תמיכה
מבני תמיכה מחזיקים את מחליפי החום במקומם, ומבטיחים בסיס יציב. מבני תמיכה יכולים להיות זמניים או קבועים ועשויים להיות עשויים מפלדה או חומרים אחרים.

טרמינולוגיה גיאומטרית של מעטפת וצינור

פריסה וגובה קוטר הצינור
קוטר הצינורות עשוי לנוע בין 12.7 מ"מ (0.5 אינץ') ל-50.8 מ"מ (2 אינץ'), אך 19.05 מ"מ (0.75 אינץ') ו-25.4 מ"מ (1 אינץ') הם הגדלים הנפוצים ביותר. הצינורות מונחים בדוגמאות משולשות או מרובעות ביריעות הצינור.

הפריסות הריבועיות נדרשות היכן שיש צורך להגיע אל משטח הצינור לניקוי מכני. הסידור המשולש מאפשר יותר צינורות בחלל נתון. גובה הצינור הוא המרחק הקצר ביותר ממרכז למרכז בין צינורות. מרווח הצינור ניתן על ידי יחס גובה הצינור/קוטר הצינור, שהוא בדרך כלל 1.25 או 1.33. כיוון שהפריסה המרובעת משמשת למטרות ניקוי, מותר מרווח מינימלי של 6.35 מ"מ (0.25 אינץ') בין הצינורות.

סוגי בלבול
בפפלים מותקנים בצד המעטפת כדי לתת קצב העברת חום גבוה יותר עקב המערבולות המוגברת ולתמוך בצינורות ובכך להפחית את הסיכוי לנזק עקב רטט. ישנם מספר סוגים שונים של בפל, התומכים בצינורות ומקדמים זרימה על פני הצינורות.

פלח בודד (זה הנפוץ ביותר),

פלח כפול (זה משמש כדי להשיג מהירות נמוכה יותר בצד המעטפת וירידה בלחץ),

דיסק וסופגנייה.

המרחק ממרכז למרכז בין באפלים נקרא גובה הבלבול וניתן לכוונן את זה כדי לשנות את מהירות הזרימה הצולבת. בפועל גובה הבלימה אינו גדול בדרך כלל ממרחק השווה לקוטר הפנימי של הקליפה או קרוב יותר ממרחק השווה לחמישית מהקוטר או 50.8 מ"מ (2 אינץ') הגדול מביניהם. על מנת לאפשר לנוזל לזרום אחורה וקדימה על פני הצינורות חלק מהבפל נחתך. גובהו של חלק זה מכונה חיתוך הבלבול והוא נמדד כאחוז מקוטר המעטפת, למשל, 25 אחוז חיתוך הבלבול. יש לקחת בחשבון את גודל החיתוך (או חלון הבלבול) יחד עם גובה ה-Baffle. זה נורמלי להתאים את גודל ה-Baffle-Cut ו-Baffle כדי להשוות בערך את המהירויות דרך החלון ובזרימה צולבת, בהתאמה.

העיצוב המכני של מחליף חום של מעטפת וצינור מספק מידע על פריטים כגון עובי מעטפת, עובי אוגן וכו'. אלה מחושבים באמצעות קוד עיצוב מיכל לחץ כגון קוד הדוד וכלי הלחץ מבית ASME (האגודה האמריקאית של מהנדסי מכונות) ו-British Master Pressure Vessel Standard, BS 5500. ASME הוא הקוד הנפוץ ביותר עבור מחליפי חום והוא ב-11 חלקים. סעיף VIII (כלי לחץ מוגבלים) של הקוד הוא החלים ביותר על מחליפי חום, אך גם סעיפים II-חומרים וסעיף V-בדיקות לא הרסניות רלוונטיים.

הן ASME והן BS5500 נמצאים בשימוש נרחב ומקובל בכל העולם, אך מדינות מסוימות מתעקשות על שימוש בקודים הלאומיים שלהן. על מנת לנסות ולפשט זאת, ארגון התקנים הבינלאומי מנסה כעת לפתח קוד חדש מוכר בינלאומי, אך סביר שיחלוף זמן מה עד שזה יתקבל.