Hogyan működik a rézlemezes hőcserélő
A lemezes hőcserélő vékony, hullámos fémlemezekből áll, amelyek keretbe vannak szorítva vagy keményforrasztott szerkezetbe vannak tömítve. A két folyadék a lemezek közötti váltakozó csatornákon keresztül áramlik, és a hő közvetlenül a lemez falán halad át a forró áramból a hideg áramba. Mivel az áramlást a hullámosodási mintázat feltöri, a határréteget folyamatosan zavarják, és a hőátbocsátási tényező már szerény sebességeknél is magas.
A réz a választott lemezanyag, ha a technológiai folyadékok kompatibilisek vele. A lemezek nagy -vezetőképességű kovácsolt rézből, például C11000-ből, vagy ahol nagyobb korrózióállóság szükséges, rézötvözetből vagy réz-nikkel minőségből készülnek, ugyanolyan működési jellemzőkkel.
Miért választják a rezet a lemezekhez?
| Ingatlan | Réz, kovácsolt nagy{0}}vezetőképességű | Következmény a hőcserélő számára |
|---|---|---|
| Hővezetőképesség | Körülbelül 400 W/mK 20 C-on | Nagyon csekély hőmérséklet-csökkenés vész el a lemez falán keresztül |
| Alakíthatóság | Kiváló az izzított és fél{0}}kemény indulatokban | A mély hullámok repedés nélkül préselhetők, így nagy másodlagos felület keletkezik |
| Korróziós viselkedés | Felületi védőfólia vízben és légkörben | Hosszú élettartam édesvízben, gőzkondenzátumban és számos technológiai áramban |
| Szennyező viselkedés | Sima felület, természetes védőfólia | A biológiai és vízkőlerakódások lassabban alakulnak ki, mint sok alternatíván |
| Forrasztás | Könnyen forrasztott réz vagy ezüst töltőanyagokkal | A kompakt forrasztott lemezegységek keret és tömítések nélkül is gyárthatók |
A nagyon magas hővezető képesség és a vékony fal kombinációja teszi működővé a lemezkoncepciót: a hőnek csak a lemezvastagságon kell áthaladnia, így a teljes hőátbocsátási tényezőt elsősorban a két folyadékfilm szabályozza, nem pedig a fém. A réz préselt hullámai ezután megsokszorozzák az effektív területet és turbulenciát idéznek elő, így a rézlemez-csomag egy egyenértékű héj- és csőegység alapterületének töredékében képes nagy teljesítményt teljesíteni.
Tervezési változatok és kivitelezés
Tömített lemezegységek.A lemezek két végfedél közé elasztomer tömítésekkel vannak rögzítve, így a csomagolás kinyitható tisztításhoz, és lemezek hozzáadásával vagy eltávolításával a feladat megváltoztatása érdekében. A rézlemezeket tömített egységekben használják, ahol a technológiai folyadék és a tömítőanyag kompatibilis.
Forrasztott lemezegységek.A lemezeket réz{0}}alapú töltőanyaggal vákuumforrasztják, így egy zárt, nagyon kompakt egységet alkotnak tömítések nélkül. A keményforrasztott rézlemezes egységek elterjedtek a hűtő-, légkondicionáló- és kis távhő{2}alállomásokban.
Hegesztett és félig{0}}hegesztett egységek.Akkor használják, ha a tömítés anyagok nem tolerálják a közeget, hegesztett csatornapárokkal az agresszív oldalon.
Lemez és keret réz-ötvözet lemezekkel.Ahol a folyadék enyhén agresszív, alumínium sárgaréz, admiralitási sárgaréz vagy réz{0}}nikkel lemezt helyettesítenek, miközben a keret és a csatorna geometriája megegyezik.
Teljesítmény jellemzők
A kompakt halmozott{0}}csatornaelrendezés szoros hőmérséklet-közelítést eredményez a két áramlás között, ez az oka annak, hogy a lemezcserélők oly gyakran jelennek meg a hővisszanyerő feladatok során. A szoros megközelítés azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló hőmérséklet-különbség nagyobb részét hasznosítjuk, így a hőterhelés kevesebb fűtési vagy hűtési energiával és kisebb közegárammal is teljesíthető.
A keskeny csatornák alacsony tartási térfogatot is jelentenek{0}}, ami csökkenti a folyamatfolyadék készletét és a tartózkodási időt. A terhelés változásaira gyorsan reagál, mert kevés a fűthető vagy hűthető tömeg. Az ellenáram-könnyen elrendezhető, és ahol több feladatot kell ellátni, egyetlen keretet szakaszonként lehet felépíteni, így egy egység több hőátadási lépést hajt végre.
Tipikus alkalmazások
Vegyi feldolgozás.A reakcióáramok fűtése és hűtése, oldószerek kondenzálása és hővisszanyerés a folyamatáramok között.
Áramtermelés.Kazán tápvíz fűtés, turbinás kipufogó kondenzáció, generátor és kiegészítő hűtőkörök.
Hűtés és klíma.Párologtatók és kondenzátorok hűtőcsomagokban és légkondicionáló berendezésekben.
HVAC és távfűtés.Használati melegvíz-előállítás és alállomási hőcsere-, ahol az ivóvizet el kell választani a primer körtől.
Tengeri és tengeri.Központi hűtőkörök réz-nikkel vagy alumínium sárgaréz lemezekkel a tengervíz szolgáltatásban.
Étel és ital.Pasztőrözési és folyamathűtési feladatok, ahol réz{0}}kompatibilis folyadékokat kezelnek.
Kiválasztás, szolgáltatási korlátok és karbantartás
A réz a legjobb teljesítményt édesvízben, gőzkondenzátumban, demineralizált vízben és semleges folyamatáramokban teljesíti. A lemezek megrendelése előtt két határértéket kell ellenőrizni. Először is, a kloridtartalom és az áramlási sebesség a vízkörben határozza meg, hogy a réz elfogadható-e, vagy réz-nikkel minőség szükséges a tengervízhez és a brakkvízhez. Másodszor, a folyadékok nem tartalmazhatnak ammóniát vagy ammóniumvegyületeket, amelyek megtámadják a rézötvözeteket, és a pH-értéknek és az oldott oxigénszintnek a rézre elfogadott tartományon belül kell lennie.
A karbantartás a csatornák tisztán tartásán alapul. A szennyeződés növeli a nyomásesést és egyúttal csökkenti a hőátbocsátási tényezőt, valamint a nagy vízkő is okozhat lerakódás alatti-korróziót. A szennyeződést úgy figyelik, hogy nyomon követik a nyomásesést az egységen a tiszta alapvonalhoz képest, a tisztítást pedig megfelelő tisztítóoldat keringetésével vagy egy tömített csomag kinyitásával és a lemezek egyenkénti mosásával végzik. A tömítések elhasználódnak, és a gyártó által javasolt időközönként cserélik őket. A lemezek széleit és a nyílások területeit az egység kinyitásakor ellenőrizni kell az erózió szempontjából, és a szorítási méretet pontosan a megadott módon kell visszaállítani a csomag zárásakor, mivel a túlfeszítés-és az alulhúzás is lerövidíti a tömítés élettartamát.
GYIK
K: Miért használnak rezet lemezanyagként a lemezes hőcserélőben?
A réz a nagyon magas hővezető képességet kiváló alakíthatósággal ötvözi, így a vékony lemezek mély hullámokba préselhetők, amelyek nagy felületet és turbulens áramlást hoznak létre anélkül, hogy a falon keresztül nagy hőmérsékletesés következne be.
K: Mi az előnye a lemezcserélőnek a héj- és csőegységgel szemben?
A lemezcsomag ugyanazt a feladatot jóval kisebb helyen és közelebbi hőmérséklet-megközelítéssel éri el, mivel a hullámos csatornák magas hőátadási együtthatót produkálnak, és az áramlás ellenáramú.
K: Használhatók-e a rézlemezek tengervízzel?
A sima réz nem a legjobb választás tengervízhez. Réz-nikkel vagy alumínium sárgaréz lemezminőséget kell választani a tengervízzel és a brakkvízzel végzett munkákhoz, megtartva a keret és a csatorna geometriáját.
K: Milyen folyadékokat kell távol tartani a rézlemezektől?
Az ammónia és ammóniumvegyületek, valamint az erősen savas vagy erősen lúgos áramok megtámadják a rezet. Rendelés előtt ellenőrizni kell a pH-értéket, a kloridszintet és az oldott oxigén tartalmat a minőségnek megfelelő tartományban.
K: Hogyan tisztítható a lemezes hőcserélő?
Akár kompatibilis tisztítóoldat keringetésével, akár egy tömített egység kinyitásával és a lemezek egyenkénti tisztításával. A tisztítás gyakoriságát a nyomásesés emelkedése határozza meg a tiszta alapvonalhoz képest.
K: Melyek a legfontosabb működési korlátok?
A folyadék kompatibilitása a lemez és a tömítés anyagaival, a tömítőanyag üzemi nyomása és hőmérséklete, a vízkörök kloridtartalma és az áramlási sebesség a lemez bemeneti nyílásainál, ahol a túlzott sebesség eróziót okoz.
