В современном промышленном производстве теплообмен является одним из основных звеньев многих технологических процессов. В этой области пластинчатые теплообменники стали предпочтительным выбором многих компаний благодаря своей уникальной конструкции, отличным характеристикам и значительным энергосберегающим характеристикам. Сегодня давайте раскроем тайну пластинчатого теплообменника и глубже поймем его высокоэффективные и энергосберегающие характеристики.
1. Базовая конструкция пластинчатого теплообменника.
Пластинчатые теплообменники в основном состоят из ряда металлических пластин, расположенных параллельно. Эти пластины перекрываются друг с другом, образуя множество небольших и однородных каналов потока. Горячая и холодная среды движутся в противоположных направлениях в каналах, образованных между соседними пластинами, и тепловая энергия передается через пластины. Эта структура значительно увеличивает площадь теплопередачи между горячими и холодными жидкостями при тесном контакте и небольшом термическом сопротивлении, что обеспечивает эффективный теплообмен.
2. Преимущества пластинчатых теплообменников
(1) Коэффициент теплопередачи высокий.
Поскольку различные гофрированные пластины взаимодействуют друг с другом, образуя сложные каналы потока, жидкость течет вращающимся трехмерным образом в каналах потока между гофрированными пластинами, что может создавать турбулентный поток с низким эффектом Рейнольдса (~ обычно Re = 50~). 200), поэтому коэффициент теплопередачи высокий, обычно считается, что он в 3–5 раз выше, чем у кожухотрубного типа.
(2) Средняя логарифмическая разница температур велика, а конечная разница температур мала.
В кожухотрубном теплообменнике две жидкости текут со стороны корпуса и со стороны трубы соответственно. Вообще говоря, поток является перекрестным, и средний логарифмический коэффициент коррекции разницы температур невелик. Однако в пластинчатых теплообменниках большая часть потока прямоточная или противоточная. Его поправочный коэффициент обычно составляет около 0,95.
Кроме того, поток холодной и горячей жидкостей в пластинчатом теплообменнике расположен параллельно поверхности теплообмена. Боковой поток отсутствует, поэтому разница температур на конце пластинчатого теплообменника невелика, а теплообмен между водой и водой может быть ниже 1 ℃, тогда как в кожухотрубном теплообменнике обычно составляет 5 ℃.
(3) Небольшая занимаемая площадь.
Пластинчатый теплообменник имеет компактную конструкцию, а площадь теплообмена на единицу объема в 2-5 раз больше, чем у кожухотрубного типа, для него не требуется резервировать пространство для обслуживания для извлечения трубки. Таким образом, можно достичь одинакового объема теплообмена, а пластинчатый теплообменник может. Площадь, занимаемая теплообменником, составляет около 1/5-1/10 площади кожухотрубного теплообменника.
(4) Легко изменить площадь теплообмена или комбинацию процессов.
При увеличении или уменьшении количества пластин площадь теплообмена может быть увеличена или уменьшена путем изменения расположения пластин или замены нескольких пластин, требуемая комбинация процессов может быть достигнута и адаптирована к новым условиям теплообмена, при этом оболочка; Увеличить или уменьшить площадь теплопередачи трубчатого теплообменника практически невозможно.
(5) Легкий вес.
Толщина пластин пластинчатого теплообменника составляет всего 0,4–0,8 мм, а толщина теплообменных трубок кожухотрубного теплообменника составляет 2,0–2,5 мм. Корпус кожухотрубного теплообменника намного тяжелее, чем кожухотрубный теплообменник. Каркас теплообменника притяжного типа. Пластинчатые теплообменники обычно составляют лишь около 1/5 веса кожухотрубных теплообменников.
(6) Низкая цена.
Использование тех же материалов и той же площади теплообмена. Цена пластинчатого теплообменника примерно на 40–60% ниже, чем цена кожухотрубного теплообменника.
(7) Точное производство.
Пластины теплопередачи пластинчатых теплообменников штампуются и обрабатываются с высокой степенью стандартизации и могут производиться в больших количествах. Кожухотрубные теплообменники обычно изготавливаются вручную.
(8) Потери тепла невелики.
В пластинчатом теплообменнике воздействию атмосферы подвергается только оболочка пластины теплопередачи, поэтому потери тепла при рассеянии незначительны и никаких мер по изоляции не требуется. Кожухотрубный теплообменник имеет большие теплопотери и его необходимо изолировать.
(9) Емкость мала.
Производительность пластинчатого теплообменника составляет от 10% до 20% мощности кожухотрубного теплообменника.
(10) Нелегко масштабировать.
Из-за турбулентного внутреннего потока воды его нелегко масштабировать, а его коэффициент масштабирования составляет всего от 1/3 до 1/10 от коэффициента масштабирования трубчатого теплообменника.
(11) Пластинчатый теплообменник имеет хорошие характеристики уплотнения и выполнен цельным.
Технология пайки меди
Две пластины образуют разные каналы потока через расположенные в шахматном порядке выступы, которые разделяют две среды. Пластины сварены с помощью технологии вакуумной пайки медью, чтобы обеспечить устойчивость к высокому давлению и отсутствие утечек.
3. Области, где пластинчатые теплообменники постепенно заменяют трубчатые теплообменники.
⑴ Во многих процессах конечная разница температур между двумя жидкостями составляет всего 1 ° C или меньше, например, в системах централизованного охлаждения, системах теплообмена больших данных, системах управления температурой транспортных средств на новых источниках энергии, системах теплообмена ветровой энергии, вращении круизных лайнеров в судостроении. Тепловая система. Традиционно используемые кожухотрубные теплообменники имеют большие размеры, большой вес, занимают большую площадь и имеют низкую экономическую выгоду. Пластины некоторых пластинчатых теплообменников, представленных в настоящее время на рынке, представляют собой гофрированные пластины малой плотности с мелкими гофрами (глубина волны составляет около 2–2,5 мм). Коэффициент теплопередачи составляет около 7000 Вт/(м2·К). может достигать 5 ~ 8. В вышеуказанных процессах использование пластинчатых теплообменников с высоким NTU может не только заменить кожухотрубные теплообменники, но также из-за высокого NTU этого пластинчатого теплообменника он требует небольшой площади теплообмена, занимает меньше места и Экономичность также очень очевидна.
⑵ Испаритель и конденсатор теплового насоса. Тепловые насосы являются ключевыми устройствами, широко используемыми в системах кондиционирования воздуха и системах рекуперации тепла. В этих местах применения к тепловым насосам предъявляются следующие требования: легкий вес, небольшой размер (в сборе), хорошая устойчивость к давлению, хорошая устойчивость к низким температурам, высокие характеристики уплотнения и т. д. . Кожухотрубным теплообменникам, использовавшимся в прошлом, трудно удовлетворить вышеуказанным требованиям. Однако паяный пластинчатый теплообменник может не только сэкономить место в тепловом насосе, но также снизить стоимость хладагента и утечку хладагента. Поэтому он широко используется в качестве испарителя и конденсатора в тепловых насосах. Кроме того, они используются в качестве энергосберегающих устройств и маслоохладителей. Его также используют в качестве теплообменника растворов в абсорбционных холодильниках.
(3) Устройство каталитического риформинга в нефтеперерабатывающей промышленности, пластинчато-корпусной теплообменник, цельносварной пластинчатый воздухоподогреватель и цельносварной пластинчатый энергосберегающий аппарат, используемый в устройстве рекуперации тепла тройного поколения газового отопления, электроэнергии и охлаждения, имеют по сути заменил кожухотрубный теплообменник.
зеленый артефакт
Таким образом, пластинчатые теплообменники демонстрируют отличные и эффективные характеристики теплообмена благодаря высокой энергоэффективности, небольшой занимаемой площади, высокой турбулентности и гибкой регулировке. В то же время благодаря низким потерям на сопротивление, быстрому реагированию и точности. , Контроль и отличная производительность в области рекуперации отходящего тепла подчеркивают важные функции энергосбережения. Таким образом, будь то с точки зрения повышения эффективности производства, снижения затрат или внедрения экологически чистого и низкоуглеродного производства, пластинчатые теплообменники по-прежнему пользуются предпочтением в отраслях, ориентированных на эффективный теплообмен, и являются идеальным промышленным «зеленым» артефактом».
