Lämmönvaihdin on energiaa säästävä laite, joka siirtää lämpöä kahden tai useamman nesteen välillä eri lämpötiloissa. Suuren alueen lämmityksessä lämmönvaihtimen olemassaolo on välttämätöntä.
Lämmönvaihtimen lämmönsiirtomenetelmän mukaan lämmönvaihdin voidaan jakaa kolmeen luokkaan:
Suorakontaktilämmönvaihdin, jota kutsutaan myös hybridilämmönvaihtimeksi, on laite, jossa kuumat ja kylmät nesteet ovat suorassa kosketuksessa ja vaihtavat lämpöä. Yleensä kaksi suorassa kosketuksessa olevaa nestettä ovat kaasu ja neste, jolla on alhaisempi höyrystymispaine;
Energiaa varastoivan lämmönvaihtimen toimintaperiaate on käyttää kiinteiden aineiden lämmönjohtavuutta. Tarkemmin sanottuna lämpöväliaine lämmittää ensin kiinteän aineen tiettyyn lämpötilaan ja sitten kylmä väliaine saa lämpöä kiinteästä aineesta. Tämän prosessin kautta lämmönsiirto voidaan toteuttaa. ;
Väliseinän lämmönvaihdin hyödyntää myös väliaineen lämmönjohtavuutta, ja kylmä ja kuuma väliaine erotetaan kiinteällä väliseinällä ja vaihtavat lämpöä väliseinän läpi. Lämmitysyrityksissä väliseinälämmönvaihtimet ovat yleisimmin käytettyjä. Eri rakenteiden mukaan se voidaan jakaa myös putkilämmönvaihtimiin, levylämmönvaihtimiin ja lämpöputkilämmönvaihtimiin.
1
Kuori ja putki lämmönvaihdin
Kuori- ja putkilämmönvaihtimia kutsutaan myös vaippa- ja putkilämmönvaihtimiksi. Se on väliseinämäinen lämmönvaihdin, joka käyttää lämmönsiirtopintana kuoreen suljetun putkinipun seinämää. Tällaisella lämmönvaihtimella on suhteellisen yksinkertainen rakenne ja luotettava toiminta. Se voidaan valmistaa erilaisista rakennemateriaaleista (pääasiassa metallimateriaaleista) ja sitä voidaan käyttää korkeissa lämpötiloissa ja korkeassa paineessa. Se on tällä hetkellä eniten käytetty tyyppi.
Kuori ja putki lämmönvaihdin
Hyvitystoimenpiteiden mukaan vaippa-putkilämmönvaihtimet voidaan jakaa neljään tyyppiin: kiinteät putkilevylämmönvaihtimet, kelluvapäälämmönvaihtimet, U-putkilämmönvaihtimet ja tiivisteholkkilämmönvaihtimet.
2
Kiinteä putkilevylämmönvaihdin
Kiinteä putkilevylämmönvaihdin on eräänlainen vaippa-putkilämmönvaihdin. Kiinteän putkilevylämmönvaihtimen molemmissa päissä olevat putkilevyt on liitetty vaippaan hitsaamalla, ja ne koostuvat pääasiassa kuoresta, putkilevystä, putkinipusta, yläkuoresta (päästä) ja muista komponenteista.
Kiinteä putkilevylämmönvaihdin
Kiinteiden putkilevylämmönvaihtimien edut ovat:
◆Yksinkertainen rakenne;
◆Samassa vaipan halkaisijassa putkien lukumäärä on suurin ja ohitus pienin;
◆Jokainen lämmönvaihtoputki voidaan vaihtaa, ja putken sisäpuoli on helppo puhdistaa.
Kiinteiden putkilevylämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Kuoripuolen puolta ei voi puhdistaa mekaanisesti;
◆Kun lämmönvaihtoputken ja vaipan välinen lämpötilaero on suuri (yli 50 astetta), syntyy lämpötilaeron jännitys. Ratkaisuna on asentaa vaippaan liikuntasauma, jolloin vaipan puoleinen paine ei voi olla liian suuri liikuntasauman lujuuden rajoituksen vuoksi;
◆Se soveltuu vain työtilanteisiin, joissa neste on puhdasta, eikä sitä ole helppo skaalata ja lämpötilaero kahden nesteen välillä on pieni tai lämpötilaero on suuri, mutta kuoren sivupaine ei ole korkea.
3
kelluva päälämmönvaihdin
Kelluva päälämmönvaihdin on eräänlainen vaippa-putkilämmönvaihdin. Siinä on putkilevyn toinen pää, jota ei ole yhdistetty vaippaan ja joka voi kellua vapaasti aksiaalisuunnassa. Sitä kutsutaan myös kelluvaksi pääksi. Kelluva pää koostuu kelluvasta putkilevystä, koukkurenkaasta ja kelluvasta pään suojuksesta, joka on irrotettava liitos, ja putkinippu voidaan vetää ulos kuoresta.
kelluva päälämmönvaihdin
Kelluvan pään lämmönvaihtimien edut ovat:
◆Jos lämmönvaihtoputken ja vaipan välillä on lämpötilaero, eli kun vaippa tai lämmönvaihtoputki laajenee, lämpötilaerorasitusta ei synny;
◆Putkinippu voidaan vetää ulos kotelosta, mikä on kätevä puhdistaa putkien sisällä ja välissä.
Kelluvan pään lämmönvaihtimien haitat ovat:
◆ Monimutkainen rakenne, suuri määrä materiaaleja ja korkeat kustannukset;
◆Jos kelluvan pään kannen ja kelluvan putkilevyn välinen tiiviste ei ole tiukka, tapahtuu sisäistä vuotoa, mikä johtaa kahden materiaalin sekoittumiseen.
4
U-putki lämmönvaihdin
U-muotoinen putkilämmönvaihdin on eräänlainen vaippa-putkilämmönvaihdin, joka koostuu putkilevyistä, kuorista, putkinipuista ja muista komponenteista. Jokainen U-putkilämmönvaihtimen putki on taivutettu U-muotoon, ja tulo- ja ulostuloaukko on asennettu vastaavasti saman putkilevyn molemmille puolille. Pää on jaettu kahteen kammioon väliseinällä, jotta jokainen putki voidaan vapaasti laajentaa ja supistaa. , muista putkista ja koteloista riippumatta.
U-putki lämmönvaihdin
U-putkilämmönvaihtimien edut ovat:
◆Putkinippu voi kellua vapaasti ottamatta huomioon lämpötilaeron aiheuttamaa stressiä, ja sitä voidaan käyttää tilanteissa, joissa lämpötilaero on suuri;
◆ Siinä on vain yksi putkilevy, vähemmän laippoja, vähemmän vuotokohtia ja yksinkertainen rakenne;
◆U-muotoinen putkilämmönvaihdin on luotettava ja edullinen.
U-putkilämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Putken sisäpuolen puhdistaminen on vaikeaa. Koska putkella on oltava tietty taivutussäde, putkilevyn käyttöaste on alhainen;
◆ Putkinipun sisimmän kerroksen putkien välinen etäisyys on suuri ja vaipan puoli on helppo oikosulku. Kun virtausnopeus putkessa on liian suuri, se aiheuttaa vakavaa eroosiota U-muotoiseen mutkaputkiosaan ja vaikuttaa sen käyttöikään;
◆Jos sisäputki on vaurioitunut, sitä ei voi vaihtaa, joten romumäärä on korkea.
5
Ruiskulämmönvaihdin
Sumutuslämmönvaihdin on eräänlainen putkimainen lämmönvaihdin, joka kiinnittää lämmönvaihtoputket teräsrunkoon riveissä, kuuma neste virtaa putkissa ja jäähdytysvesi kaadetaan tasaisesti alas ylemmästä suihkutuslaitteesta, joten se on kutsutaan myös Spray cooleriksi. Suihkulämmönvaihtimen putken ulkopuolella on kerros nestekalvoa, jolla on korkea turbulenssi, ja lämmönsiirtokerroin putken ulkopuolella on paljon suurempi kuin upotetun lämmönvaihtimen. Lisäksi suihkutuslämmönvaihdin sijoitetaan pääosin paikkaan, jossa ilma kiertää, ja jäähdytysveden haihtuminen vie myös osan lämmöstä, mikä voi alentaa jäähdytysveden lämpötilaa ja lisätä lämmönsiirron käyttövoimaa. . Verrattuna upotuslämmönvaihtimeen, suihkutuslämmönvaihtimen lämmönsiirtovaikutus on parantunut huomattavasti.
Ruiskulämmönvaihdin
Ruiskulämmönvaihtimien edut ovat:
◆ Yksinkertainen rakenne ja alhaiset kustannukset;
◆Se voi alentaa jäähdytysveden lämpötilaa ja lisätä lämmönsiirron käyttövoimaa;
◆ Kestää korkeaa painetta;
◆Helppo huoltaa ja puhdistaa, alhaiset veden laatuvaatimukset.
Ruiskulämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Jäähdytysveden epätasainen suihkuttaminen vaikuttaa lämmönsiirtovaikutukseen;
◆Voidaan asentaa vain ulos.
6
Putkilämmönvaihdin
Kotelolämmönvaihdin on eräänlainen putkilämmönvaihdin, joka on samankeskinen pyöreä kotelo, joka on yhdistetty kahdella erikokoisella vakioputkella. Ulompaa kutsutaan kuoripuolelle ja sisempää putkipuolelle. Kaksi erilaista väliainetta voi virrata päinvastoin (tai samaan suuntaan) vaipan puolella ja putken puolella lämmönvaihdon vaikutuksen saavuttamiseksi. Putkilämmönvaihtimet koostuvat yleensä kuoresta (mukaan lukien sisäkuori ja ulkokuori), U:n muotoisesta kulmakappaleesta, tiivistekotelosta ja vastaavista.
Putkilämmönvaihdin
Kotelolämmönvaihtimien edut ovat:
◆ Yksinkertainen rakenne, joka kestää korkeaa painetta;
◆Lämmönsiirtoaluetta voidaan suurentaa tai pienentää tarpeiden mukaan, mikä on kätevä levitys.
Kotelon lämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Putkien välillä on monia liitoksia, jotka ovat helposti vuotavia;
◆Suuri lattiapinta-ala ja suuri metallinkulutus lämmönsiirtopintayksikköä kohti.
7
Vaipallinen lämmönvaihdin
Vaipallinen lämmönvaihdin on eräänlainen levylämmönvaihdin, joka on valmistettu asentamalla vaippa säiliön ulkoseinään ja jolla on yksinkertainen rakenne; mutta sen lämmityspintaa rajoittaa säiliön seinämä, eikä lämmönsiirtokerroin ole korkea. Lämmönsiirtokertoimen parantamiseksi ja kattilassa olevan nesteen tasaiseksi lämmittämiseksi kattilaan voidaan asentaa sekoitin. Kun vaippaan johdetaan jäähdytysvettä tai ei-faasimuutosta lämmitysainetta, vaippaan voidaan asettaa myös kierrelevyjä tai muita turbulenssia lisääviä toimenpiteitä lämmönsiirtokertoimen lisäämiseksi vaipan toisella puolella. Lämmönsiirtopinnan puutteen kompensoimiseksi kattilan sisään voidaan asentaa myös patterit. Vaipallisia lämmönvaihtimia käytetään laajalti reaktioprosessien lämmittämiseen ja jäähdyttämiseen.
Vaipallinen lämmönvaihdin
Vaipallisten lämmönvaihtimien edut ovat:
◆Yksinkertainen rakenne;
◆Helppo käsitellä.
Vaipallisten lämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Pieni lämmönsiirtoalue ja alhainen lämmönsiirtotehokkuus.
8
Spiraalilevylämmönvaihdin
Spiraalilevylämmönvaihdin on eräänlainen levylämmönvaihdin, joka on valmistettu kahdesta yhdensuuntaisesta metallilevystä, jotka muodostavat kaksi samankeskistä spiraalikanavaa. Lämmönvaihtimen keskelle asetetaan väliseinä spiraalikanavien erottamiseksi, ja kahden levyn väliin on hitsattu välipylväs kanavavälin ylläpitämiseksi.
Spiraalilevylämmönvaihdin
Kierrelevylämmönvaihtimien edut ovat:
◆Suuri lämmönsiirtokerroin;
◆Ei helppo skaalata ja estää;
◆Voi käyttää lämmönlähdettä alhaisemmalla lämpötilalla;
◆Kompakti rakenne.
Spiraalilevylämmönvaihtimien haitat ovat:
◆Käyttöpaine ja lämpötila eivät saa olla liian korkeita;
◆Se ei ole helppo korjata.
9
lämpöputken lämmönvaihdin
Lämpöputki muodostetaan täyttämällä tietty määrä tiettyä työnestettä suljettuun metalliputkeen, joka poistaa kondensoitumatonta kaasua. Työneste imee lämpöä kuumassa päässä ja kiehuu ja höyrystyy. Syntynyt höyry virtaa kylmään päähän tiivistymään ja vapauttamaan piilevää lämpöä. Lauhde palaa kuumaan päähän ja kiehuu ja höyrystyy uudelleen. Tämä sykli toistetaan ja lämpöä siirretään jatkuvasti kuumasta päästä kylmään päähän.
lämpöputken lämmönvaihdin
Lämpöputkilämmönvaihtimien edut ovat:
◆ Yksinkertainen rakenne, pitkä käyttöikä ja luotettava toiminta;
◆Erittäin korkea lämmönjohtavuus ja hyvä isoterminen ominaisuus;
◆Lämmönsiirtoaluetta kylmän ja kuuman puolen molemmilla puolilla voidaan muuttaa mielivaltaisesti, se voi siirtää lämpöä pitkän matkan ja voi hallita lämpötilaa.
Sen haitat ovat:
◆Huono hapettumisenkestävyys ja korkeiden lämpötilojen kestävyys.
Lämmönvaihtimen käyttöä koskevat varotoimet:
◆Pidä putkiverkko puhtaana. Putkiverkko on puhdistettava ennen työtä tai töiden jälkeen, jotta vältetään lämmönvaihtimen tukkeutuminen. Lisäksi tulee kiinnittää huomiota dekontaminointilaitteen ja suodattimen puhdistukseen, jotta koko lämmönvaihtotyö saadaan suoritettua sujuvasti.
◆Valvo tiukasti pehmennettyä vettä. Ennen lämpöaineen käsittelyä, tarkista veden laatu järjestelmässä ja pehmennyssäiliössä ja ruiskuta se sen jälkeen, kun olet varmistanut, että veden laatu on laadukas.
◆ Testaa uusi järjestelmä. Uudessa järjestelmässä sitä ei voi heti käyttää vuorotellen lämmönvaihtimen kanssa, vaan uusi järjestelmä on otettava käyttöön tietyn ajan kuluessa ja lämmönvaihdin voidaan liittää järjestelmään vasta toimintatestin päätyttyä. Tämän tarkoituksena on estää putkiverkoston epäpuhtaudet vahingoittamasta lämmönvaihtimen sisäisiä laitteita
