Kuori- ja putkilämmönvaihtimet
Vaippa- ja putkilämmönvaihtimet on nimetty osuvasti – pääkomponentit ovat putkipakkaus (yllä, oikealla) ja niiden säilytyskuori. Yksi neste kulkee putkien läpi ja toinen suuremman kuoren läpi, joka ympäröi putkia. Prototyyppisessä vaippa- ja putkilämmönvaihtimessa on vain yksi sisäputki, ja sitä käytetään tyypillisesti opettamaan insinööriopiskelijoille lämmönvaihtimen peruskäsitettä. Käytännössä pienempien putkien paketti on kuitenkin paljon tehokkaampi, koska se lisää suuresti lämmönsiirtopinta-alaa (ja sillä on vähäinen positiivinen vaikutus käynnistyksen turbulenssiin).
Yllä olevan kuvan vaippa-putkilämmönvaihdin on noin kaksitoista kertaa tehokkaampi kuin samankokoinen hypoteettinen yksiputkilämmönvaihdin. Pienemmillä putkilla on kuitenkin haittapuoli – jos sovelluksessasi oleva neste on erittäin viskoosia tai siinä on hiukkasia, se voi likaa putken ja heikentää lämmönsiirtoprosessia.
Vaippa- ja putkilämmönvaihtimet hallitsivat lämmönvaihdinmarkkinoita 1900-luvun loppupuolelle asti, kun levylämmönvaihtimet alkoivat korvata niitä monissa teollisissa ja useimmissa LVI-sovelluksissa.
Yksinkertaisen suunnittelunsa ansiosta niillä on myös merkittävä paikka tekniikan opetussuunnitelmissa ympäri maailmaa. Heillä on monia etuja, jotka auttoivat heitä saavuttamaan nämä saavutukset. Ensinnäkin ne ovat suhteellisen halpoja – pohjimmiltaan ne ovat vain joukko putkia. Hydro- ja aerodynaamisen rakenteensa ansiosta ne kestävät myös korkeampia käyttölämpötiloja ja -paineita kuin tyypillinen levylämmönvaihdin, jonka on kompaktisuutensa vuoksi vaihdettava virtaussuuntaa monta kertaa syklin aikana. Tämä tarkoittaa myös sitä, että painehäviö tulosta lähtöön on pienempi, mikä voi säästää energiakustannuksia.
Eduista huolimatta levylämmönvaihtimia suositaan paremman lämmönsiirron (nähdään hetken kuluttua miksi), helpomman huollon ja puhdistuksen, modulaarisuuden ja kompaktin ansiosta.
Levylämmönvaihdin (levylämmönvaihtimet)
Levylämmönvaihtimet on rakennettu sarjasta levyjä, jotka pidetään yhdessä suuressa rungossa. On kaksi tuloa ja kaksi lähtöä, ja levyjen väliset tilat vuorottelevat kahden nesteen välillä (kuuma, kylmä, kuuma, kylmä jne. kuten yllä, oikealla). Tämä rakenne soveltuu erittäin korkeaan lämmönsiirtotehokkuuteen suuren pinta-alan ansiosta – paljon enemmän kuin vaippa-putkilämmönvaihdin, joka vie saman tilan. Levylämmönvaihtimia on myös paljon helpompi puhdistaa ja huoltaa, koska ne on suunniteltu suhteellisen helppoja purkaa ja tarkastaa. Lisäksi, jos levyssä on vika, voit yksinkertaisesti poistaa kaksi levyä ja laittaa laitteen takaisin käyttöön hieman pienemmällä kapasiteetilla odottaessasi vaihtoa. Kuori- ja putkilämmönvaihtimet eivät jaa tätä ylellisyyttä.
Vaikka kaikissa levylämmönvaihtimissa on aallotettuja levyjä, ne voivat erota toisistaan sen mukaan, kuinka ne tiivistävät levyt yhteen. Vuotolujuuden (ja hinnan) nousevassa järjestyksessä levylämmönvaihtimet voidaan tiivistää, juottaa tai hitsata. Vaikka tiivisteet ovat herkempiä vaurioitumaan paineen alaisena, ne ovat halpoja ja helppoja vaihtaa. Ne tarjoavat myös modulaarisuuden välttämättömän edun – tiivistetty levylämmönvaihdin voidaan purkaa kokonaan ja levyjä voidaan lisätä kapasiteetin lisäämiseksi milloin tahansa. Jos levylämmönvaihdin juotetaan tai hitsataan, levyjen lisääminen jälkikäteen on erittäin vaikeaa ja kallista. Yleensä tiivistettyjä levylämmönvaihtimia suositaan teollisissa olosuhteissa, joissa joustavuus on ensiarvoisen tärkeää. Hitsatut levylämmönvaihtimet ovat harvinaisia kohonneiden kustannusten vuoksi, mutta juotetut levylämmönvaihtimet ovat yleisiä LVI-asennuksissa, joissa vaihtaminen on helpompaa kuin huolto.
Dimple levy/levykierukka lämmönvaihdin
Vaikka sen markkinaosuus on paljon pienempi kuin kahdella edellisellä kategorialla, kuoppalevy/levykelatekniikka on paras ratkaisu sovelluksiin, joissa jokin nesteistä ei liiku. Se on hyödyllinen myös jälkiasennussovelluksissa, kuten hukkalämmön talteenotossa, jota ei otettu huomioon alkuperäisissä suunnitelmissa. Yleensä tämä on hyvä vaihtoehto passiiviseen lämmitykseen tai varastosäiliön jäähdyttämiseen (kuten kirkas olutsäiliö tai meijerisäiliö), jossa jäähdytys tai lämmitys olisi muuten kallista.
Lähtökohta on hyvin yksinkertainen – kaksi teräslevyä pistehitsataan yhteen ja täytetään sitten, jotta levyjen väliin muodostuu kanavia nesteen virtaamista varten. Yksinkertaisuuden ja halpojen materiaalien ansiosta kuoppalevy/levykelatekniikka voidaan yleensä räätälöidä mihin tahansa tiettyyn sovellukseen. Yleisin sovellus on olut- ja maitosäiliöiden säiliövaipat, mutta kuoppalevystä voidaan myös leikata osia säiliön sisälle sopiviksi ja upottaa varastoituun nesteeseen tehokkaan lämmönsiirron varmistamiseksi.
Dimple levy/levypatteri tarjoaa parhaat puolet molemmista edellä mainituista lämmönvaihtimista – se on halpa, muokattavissa ja kompakti, mutta kestää uskomattoman korkeita paineita ja lämpötiloja suunnittelun ja materiaalien vuoksi. Se voidaan myös lisätä jälkikäteen moniin teollisiin prosesseihin, erityisesti energiakustannusten leikkaamiseksi tai ympäristömääräysten noudattamiseksi.
Mikä vaihtoehto sopii sovelluksellesi?
Levylämmönvaihdin
PHE:t ohittavat kuori- ja putkivaihtoehdot monilla aloilla kompaktin, tehokkuuden ja huollon helppouden ansiosta. Jos haluat lämmittää tai jäähdyttää tehokkaasti nestettä, joka on osa olemassa olevaa prosessiasi, levylämmönvaihtimet voivat olla oikea ratkaisu sinulle. Opi kuinka PHE:iden rakenne ja käytetyt materiaalit tekevät niistä erinomaisen lämmönsiirtolähteen, kun lattiatilaa on vähän.
Kuoppalevy/levykela
Korkeapaine-/lämpötilasovelluksiin, jotka sulkevat pois perinteisen levylämmönvaihtimen käytön, passiivinen lämmönsiirtosovellus, joka on räätälöity nykyiseen säiliöön, voi olla paras ratkaisu. Opi kuinka kuoppalevy voidaan lisätä säiliöön tehokkuuden lisäämiseksi ja tilan säästämiseksi samanaikaisesti.
