Шта су размењивачи топлоте?

Термин „измењивач топлоте“ се користи да опише уређај који олакшава пренос топлоте са једног флуида на други без мешања ова два. Састоји се од два различита канала или пута, један за врући флуид и један за хладни флуид, који остају одвојени док размењују топлоту. Примарна функција измењивача топлоте је да побољша енергетску ефикасност коришћењем отпадне топлоте, очувањем ресурса и смањењем оперативних трошкова.

Уобичајени типови измењивача топлоте
Измјењивачи топлоте са шкољком и цијеви:Ово су најчешћи типови измењивача топлоте који се користе у комерцијалним ХВАЦ системима. Састоје се од низа цеви затворених у шкољку. Врућа течност тече кроз цеви док хладна течност циркулише цевима унутар шкољке, омогућавајући ефикасну размену топлоте.

Плочасти измењивачи топлоте:Плочасти измењивачи топлоте користе гомиле металних плоча са наизменично подигнутим и утиснутим деловима. Топли и хладни флуиди теку кроз одвојене канале створене празнинама између плоча, максимизирајући пренос топлоте због велике површине.

Измењивачи топлоте ваздух-ваздух:Такође познати као јединице за рекуперацију топлоте, ови измењивачи топлоте преносе топлоту између струјања одводног и доводног ваздуха. Они уклањају топлоту из устајалог ваздуха и преносе је на свеж ваздух, смањујући потрошњу енергије претходно кондиционирањем улазног ваздуха.

Која је индустријска употреба измењивача топлоте са шкољком и цевима?
Индустријска употреба измењивача топлоте са омотачем и цеви, који се користе у хемијској, прехрамбеној, нафтној и гасној и другим областима, је широко распрострањена. Обично се користе у разним индустријама за пренос топлоте између два флуида без директног контакта. Неке од кључних индустријских апликација измењивача топлоте са шкољкама и цевима укључују:

Процеси грејања и хлађења у хемијским постројењима
Дужности кондензације и испаравања у рафинеријама
Системи поврата топлоте у објектима за производњу електричне енергије
ХВАЦ системи у пословним и стамбеним зградама
Расхладни системи у постројењима за прераду хране
Управљање топлотом у погонима за производњу нафте и гаса
Све у свему, измењивачи топлоте са омотачем и цеви играју кључну улогу у оптимизацији топлотне ефикасности и одржавању контроле температуре у широком спектру индустријских процеса.

Колико врста измењивача топлоте са шкољком и цевима?
У суштини, постоје три главна типа измењивача топлоте са шкољкама и цевима који се обично користе:

1. Фиксни измењивач листова цеви (задњи заглавци типа Л, М и Н)
У овом дизајну, цевни лист је заварен за шкољку, што резултира једноставном и економичном конструкцијом. Док се отвори за цеви могу очистити механички или хемијски, спољне површине цеви су углавном неприступачне осим за хемијско чишћење. Експанзиони мехови могу бити неопходни да би се прилагодиле велике температурне разлике између материјала омотача и цеви, али могу бити извор слабости и квара.

2. У-цевни измењивачи
У измењивачу са У-цевима, типови предњег заглавља могу да варирају, а задњи колектор је типично М-тип. У-цеви омогућавају неограничено топлотно ширење, а сноп цеви се може уклонити ради чишћења. Међутим, унутрашње чишћење цеви механичким средствима је тешко, што овај тип чини погодним само за апликације где су течности са стране цеви чисте.

3. Измјењивач са плутајућим главама (П, С, Т и В тип стражње главе)
Код овог типа измењивача, цевни лист на задњем крају заглавља није заварен за шкољку, већ је дозвољено да се креће или лебди. Цевни лист на предњем крају заглавља је већег пречника од шкољке и запечаћен је слично дизајну фиксног цевног листа.

Термичко ширење може да се прилагоди, а сноп цеви се може уклонити ради чишћења. Задња глава С-типа је најпопуларнији избор за задње заглавље. Измењивачи са плутајућим главама су погодни за високе температуре и притиске, али су генерално скупљи у поређењу са измењивачима са фиксним цевним плочама.

Као професионални добављач цеви, Хнссд.цом може да обезбеди прилагођене измењиваче топлоте. Уколико су Вам потребне додатне информације у вези са нашим производима, молимо Вас да нас контактирате:sales@hnssd.com

Компоненте измјењивача топлоте са шкољком и цијеви могу се подијелити на сљедеће дијелове:

1. Схелл
Оклоп је најудаљенији део измењивача топлоте који држи сноп цеви. Обично је то цилиндрични контејнер направљен од челика или других одговарајућих супстанци

2. Цеви или цевни сноп
Збирка паралелних цеви које се протежу дуж дужине шкољке чини сноп цеви. У зависности од специфичне употребе, цеви могу бити састављене од различитих материјала, као што су нерђајући челик, бакар или титанијум. Пречник и дебљина цеви су такође важни параметри дизајна.

3. Листови цеви
Цевни листови су чврсти листови који делују као препрека између снопа цеви и шкољке. Обично су направљени од челика и спојени су са шкољком како би се осигурало чврсто затварање без цурења. Цеви се убацују кроз рупе у цевним листовима и или су проширене или заварене на месту.

4. Преграде
Преграде су плоче или шипке које се постављају унутар шкољке да регулишу кретање течности око снопа цеви. Они могу бити или уздужни или попречни у оријентацији и имају за циљ да побољшају ефикасност преноса топлоте.

5. Улазне и излазне млазнице
Улазне и излазне млазнице служе као улазне и излазне тачке за течности у измењивачу топлоте. Ови прикључци се обично постављају на супротне крајеве шкољке и причвршћени су за цеви и шкољку помоћу прирубница или других врста фитинга.

6. Дилатациони спојеви
Дилатациони спојеви су флексибилни конектори који прихватају термичко ширење и контракцију снопа цеви. Обично се налазе на улазу и излазу из измењивача топлоте, а ови спојеви су направљени од металних мехова или других флексибилних материјала.

7. Структуре подршке
Потпорне конструкције држе измењиваче топлоте у положају, обезбеђујући стабилну основу. Потпорне конструкције могу бити привремене или трајне и могу бити направљене од челика или других материјала.

Геометријска терминологија шкољке и цеви

Распоред пречника цеви и корак
Цеви могу бити у пречнику од 12,7 мм (0,5 ин) до 50,8 мм (2 ин), али 19,05 мм (0,75 ин) и 25,4 мм (1 ин) су најчешће величине. Цеви су постављене у облику троугла или квадрата у листовима цеви.

Квадратни распореди су потребни тамо где је потребно доћи до површине цеви ради механичког чишћења. Троугласти распоред омогућава више цеви у датом простору. Корак цеви је најкраћа раздаљина од центра до центра између цеви. Размак цеви је дат односом нагиба/пречника цеви, који је нормално 1,25 или 1,33. Пошто се квадратни распоред користи за потребе чишћења, дозвољен је минимални размак од 6,35 мм (0,25 ин) између цеви.

Типови преграда
Преграде су инсталиране на страни шкољке да би дале већу брзину преноса топлоте због повећане турбуленције и да би подупрле цеви чиме се смањује могућност оштећења услед вибрација. Постоји велики број различитих типова преграда, који подржавају цеви и подстичу проток кроз цеви.

једносегментални (ово је најчешће),

Двоструки сегментни (ово се користи за постизање ниже брзине на страни шкољке и пада притиска),

Диск и крофна.

Растојање од центра до центра између преграда назива се корак преграде и може се подесити да би се променила брзина попречног тока. У пракси, корак преграде обично није већи од растојања једнаког унутрашњем пречнику шкољке или ближе од растојања једнако једној петини пречника или 50,8 мм (2 ин) шта год је веће. Да би се омогућило да течност тече напред-назад преко цеви, део преграде је одсечен. Висина овог дела се назива преграда и мери се као проценат пречника шкољке, нпр. 25 процената пресека. Величина реза преграде (или прозора преграде) треба узети у обзир заједно са кораком преграде. Нормално је да се величина пресека и корака преграде приближно изједначе брзине кроз прозор и у попречном току, респективно.

Механички дизајн измењивача топлоте са омотачем и цеви пружа информације о ставкама као што су дебљина омотача, дебљина прирубнице, итд. Оне се израчунавају коришћењем кода за дизајн посуде под притиском као што је шифра котла и посуде под притиском од АСМЕ (Америцан Социети оф Мецханицал Енгинеерс) и Британски главни стандард посуда под притиском, БС 5500. АСМЕ је најчешће коришћени код за измењиваче топлоте и састоји се од 11 секција. Одељак ВИИИ (Затворене посуде под притиском) кодекса је најприменљивији за измењиваче топлоте, али Одељак ИИ – Материјали и Одељак В – Испитивање без разарања су такође релевантни.

И АСМЕ и БС5500 су широко коришћени и прихваћени широм света, али неке земље инсистирају да се користе њихови национални кодови. Да би покушала и поједноставила ово, Међународна организација за стандарде сада покушава да развије нови међународно признати код, али ће вероватно проћи неко време пре него што он буде прихваћен.