Wymiennik ciepła - definicja, działanie, typy, zastosowania
Wymiennik ciepła to urządzenie, w którym ciepło jest w sposób ciągły przenoszone z jednego nośnika do drugiego. Istnieją różne typy wymienników ciepła i są one wykorzystywane w procesach we wszystkich gałęziach przemysłu, które wykorzystują ciepło, takich jak ogrzewanie, chłodzenie, odparowywanie lub skraplanie płynów, utrzymywanie płynów lub sprzętu w odpowiedniej temperaturze lub odzyskiwanie ciepła odpadowego do innych zastosowań. Od czasu pierwszej na świecie komercjalizacji płytowych sterylizatorów mleka w latach 30-tych XX wieku, Alfa Laval jest liderem technologii i nadal rozwija szeroką gamę nowych produktów i technologii jako największy na świecie dostawca płytowych wymienników ciepła. Ta sekcja wyjaśnia podstawy płytowych wymienników ciepła - przenoszenie ciepła i jego obliczanie.
Spis treści |
Poznaj pełną ofertę płytowych wymienników ciepła
Przejrzyj nasz katalog produktów, aby wybrać odpowiedni wymiennik ciepła do Twojego zastosowania. Możesz przeglądać specyfikacje techniczne, porównywać opcje, znaleźć lokalnego partnera, a następnie poprosić o wycenę - wszystko w jednym miejscu.
Zasada wymiany ciepła
Zgodnie z prawami fizyki i chemii, ciepło w układzie przemieszcza się do momentu osiągnięcia równowagi. Energia cieplna przepływa z ciała gorącego do ciała zimnego, dopóki istnieje różnica temperatur między nimi.
Wymiennik ciepła działa zgodnie z tą zasadą, dążąc do osiągnięcia równowagi. W przypadku płytowego wymiennika ciepła ciepło przenika do powierzchni, która bardzo łatwo oddziela medium gorące od zimnego. Dzięki temu możliwe jest ogrzewanie lub chłodzenie płynów lub gazów o minimalnym poziomie energii. Teoria przenoszenia ciepła z jednego medium do drugiego lub z jednego płynu do drugiego jest określona przez kilka podstawowych zasad:
- Ciepło zawsze będzie przenoszone z medium gorącego do medium zimnego.
- Zawsze musi istnieć różnica temperatur między mediami.
- Ciepło utracone przez medium gorące jest równe ilości ciepła uzyskanej przez medium zimne, z wyjątkiem strat do otoczenia.
Zobacz naszą ofertę Wymienników Ciepła
Od ponad 90 lat Alfa Laval opracowuje technologie wymienników ciepła dopasowanych do zastosowań klientów. Dzięki doświadczeniu, które zdobyliśmy w trakcie naszej działalności możemy zaoferować optymalne i energooszczędne rozwiązanie wymiany ciepła dla danego zastosowania.
Wymiennik ciepła to urządzenie, w którym ciepło jest w sposób ciągły przenoszone z jednego nośnika do drugiego. Wyróżnia się dwa główne typy wymienników ciepła:
- Bezpośredni wymiennik ciepła, w którym dwa media są w bezpośrednim kontakcie. Zakłada się, że oba media nie mieszają się ze sobą. Przykładem tego typu wymiennika ciepła jest wieża chłodnicza, w której woda jest chłodzona przez bezpośredni kontakt z powietrzem.
- Pośredni wymiennik ciepła, w którym dwa media są oddzielone od siebie przegrodą, przez którą przepływa ciepło.
Pośrednie wymienniki ciepła są dostępne w kilku głównych typach (płytowe, płaszczowo-rurowe, spiralne itp.) W większości przypadków typ płytowy jest najbardziej wydajnym wymiennikiem ciepła. Oferuje najlepsze rozwiązanie problemów termicznych, zapewniając najszersze limity ciśnienia i temperatury w ramach obecnych ograniczeń sprzętowych.
Jak działa Wymiennik Ciepła?
Konstrukcja uszczelnianego płytowego wymiennika ciepła
W płytowym wymienniku ciepła powierzchnia wymiany ciepła składa się z zestawu metalowych płyt. Mogą być one wykonane z różnych materiałów w zależności od nośnika, który ma być ogrzewany lub chłodzony. Uszczelnione płyty są umieszczone między dwiema grubymi płytami ramy, które są dociskane do siebie za pomocą śrub zaciskowych.
Zasada działania
W uszczelnianym płytowym wymienniku ciepła płyny przepływają w kanałach utworzonych przez płyty i gumowe uszczelki. W rogach płyt znajdują się otwory wlotowe/wylotowe, przez które do każdego kanału mogą przepływać dwa różne płyny, jeden zimny i jeden gorący. Nośniki są prowadzone przez uszczelki między płytami. Ciepło przechodzi przez ścianki każdej płyty i następuje wymiana ciepła między dwoma nośnikami.
Dobór płytowego wymiennika ciepła
Aby prawidłowo zwymiarować płytowy wymiennik ciepła, należy znać szereg parametrów. Mogą one stanowić podstawę do określenia dodatkowych danych. Poniżej wymieniono sześć najważniejszych parametrów projektowych:
- Przenoszone ciepło (wydajność cieplna)
- Temperatura na wlocie i wylocie po stronie pierwotnej i wtórnej wymiennika ciepła.
- Maksymalny dopuszczalny spadek ciśnienia po pierwotnej i wtórnej stronie wymiennika ciepła.
- Maksymalna temperatura robocza.
- Maksymalne ciśnienie robocze.
Teoria wymiany ciepła
Prawa fizyki pozwalają na przepływ energii w systemie do momentu osiągnięcia stanu równowagi. Jeśli dwa ciała lub nośniki mają różne temperatury, ciepło jest przenoszone z ciała lub nośnika o wyższej temperaturze do ciała lub nośnika o niższej temperaturze.
Wymiennik ciepła działa w oparciu o wspomnianą powyżej zasadę równowagi temperaturowej. W płytowym wymienniku ciepła ciepło łatwo przechodzi przez cienką ściankę oddzielającą gorącą i zimną stronę. Teoria wymiany ciepła między dwoma nośnikami/płynami opiera się na kilku następujących zasadach:
- Ciepło jest zawsze przenoszone z nośnika gorącego do nośnika zimnego
- Pomiędzy dwoma nośnikami musi istnieć różnica temperatur
- Ilość ciepła utraconego przez cieplejszy nośnik jest równa ilości ciepła pochłoniętego przez chłodniejszy nośnik, jeśli pominąć straty ciepła do otoczenia
Wymiana ciepła jest możliwa na trzy sposoby:
Promieniowanie - energia jest przenoszona za pomocą fal elektromagnetycznych. Przykładem tego jest sposób, w jaki promienie słoneczne ogrzewają Ziemię.
Przewodnictwo - energia jest przenoszona między ciałami stałymi lub statycznymi cieczami poprzez ruch atomów i cząsteczek.
Przepływ – energia jest przenoszona poprzez ruch lub mieszanie się niewielkich ilości płynów w różnych temperaturach.
- Naturalny przepływ - ruch płynu jest całkowicie zależny od różnicy gęstości, a różnice temperatur są wyrównane.
- Przepływ wymuszony - ruch nośńika zależy częściowo lub całkowicie od wpływów zewnętrznych. Może to być na przykład pompa, która przemieszcza płyn.
Przepływ w wymienniku ciepła
Kiedy płyn porusza się w zamkniętym kanale, takim jak rura, lub między dwiema płytami, możliwe są dwa rodzaje przepływu, w zależności od prędkości: laminarny lub turbulentny.
Przepływ laminarny
Przepływ laminarny występuje, gdy cząstki płynu poruszają się wzdłuż różnych równoległych konturów przez okrągłą rurkę. Charakteryzują się parabolicznym profilem prędkości z maksymalną prędkością w centrum i bliską zeru prędkością na krawędziach. Przepływ laminarny charakteryzuje się głównie przewodzeniem ciepła.
Przepływ turbulentny
Przepływ turbulentny występuje, gdy przepływ płynu nie jest regularny, ale przypadkowy i turbulentny, więc występuje mieszanie. Jeśli w rurze występuje przepływ turbulentny, profil prędkości nie jest paraboliczny, ale prawie stały. Z punktu widzenia wymiany ciepła jest to przepływ ciepła. Jednak nawet w przypadku turbulentnego przepływu płynu na ściance nadal pozostanie cienka warstwa, płynąca laminarnie.
Podłączenie prądu stałego i przeciwprądowego
Górna krzywa przedstawia zmianę temperatury gorącego płynu przepływającego przez wymiennik ciepła, a dolna krzywa przedstawia zmianę temperatury zimnego płynu. Górny wykres pokazuje rozwiązanie przeciwprądowe, a dolny wykres rozwiązanie prądu stałego. W przypadku przeciwprądu oba płyny wchodzą do wymiennika ciepła po przeciwnych stronach, podczas gdy w przypadku przepływu bezpośredniego wchodzą po tej samej stronie.
Połączenie przeciwprądowe
Połączenie prądu stałego
T1in = temperatura wlotowa – strona gorąca
T1out = temperatura na wylocie – strona gorąca
T2in = temperatura wlotowa – strona zimna
T2out = temperatura na wylocie – strona zimna
Którego połączenia należy użyć i dlaczego?
W przypadku płytowych wymienników ciepła najczęściej stosuje się połączenie przeciwprądowe. Dzięki temu rodzajowi połączenia temperatury na wlocie i wylocie mogą się krzyżować i można osiągnąć wyższą temperaturę.
Podłączenie prądu stałego stosuje się, gdy zbyt wysoka lub niska temperatura ścianek płyty mogłaby uszkodzić płyny wrażliwe na ciepło lub zimno.
Równanie bilansu cieplnego
Gdy dwa ciała lub nośniki mają różne temperatury, ciepło jest przenoszone z ciała lub nośnika o wyższej temperaturze do ciała lub nośnika o niższej temperaturze. Jak widać z poniższego, ciepło oddane przez ciepłą ciecz jest takie samo jak ciepło pochłonięte przez zimną ciecz. Ponieważ straty ciepła w środowisku spowodowane promieniowaniem cieplnym są pomijalne, oczywiste jest, że Q1 = Q2.
Definicja
Q = wydajność cieplna, W
m = natężenie przepływu, kg/s
Cp = współczynnik ciepła właściwego, J/kg.K
Przepływ
Natężenie przepływu można wyrazić w dwóch różnych jednostkach, masie lub objętości. Jeśli stosuje się masę, natężenie przepływu wyraża się w kg/s lub kg/h, a jeśli stosuje się objętość, natężenie przepływu wyraża się w m3/h lub l/min. Podczas konwersji jednostek objętości na jednostki masy, objętościowe natężenie przepływu jest mnożone przez gęstość.
Współczynnik ciepła właściwego
Współczynnik ciepła właściwego (cp) to ilość energii potrzebna do podniesienia temperatury 1 kg materiału o 1 °C.
Współczynnik ciepła właściwego wody w temperaturze 20 °C wynosi 4,182 kJ/kg °C lub 1,0 kcal/kg °C.
Ciepło wydzielane przez gorący czynnik: Q1=m1*Cp1*(T1 In-T1 Out)
Ciepło pochłaniane przez zimne medium: Q2=m2*Cp2*(T2 Out -T2 In)
Straty ciepła są pomijalne : Q1= Q2
Równanie wymiany ciepła
Definicja
Q = wydajność cieplna, W
k = współczynnik k, współczynnik przenikania ciepła, W/m² °C
A = Powierzchnia wymiany ciepła, m²
LMTD = logarytm średniej różnicy temperatur
Q=k*A*LMTD=Q1=m1*Cp1*(T1In-T1Out)=Q2=m2*Cp2*(T2Out-T2In)
Współczynnik przenikania ciepła
Współczynnik przenikania ciepła (k) wyraża opór przenikania ciepła, który jest określony przez opór materiału płyty, rodzaj zanieczyszczenia, charakter płynów i rodzaj zastosowanego wymiennika ciepła.
Poniższy rysunek przedstawia przebieg temperatury w danym punkcie na ściance płyty. Krzywe przerywane (szary prostokąt) po obu stronach ścianki płyty pokazują granice przepływu laminarnego (przenoszenie ciepła przez przewodzenie), płyn porusza się całkowicie w przepływie turbulentnym (przenoszenie ciepła przez przepływ).
Definicja współczynnika przenikania ciepła
α1 = współczynnik przenikania ciepła między ciepłym nośnikiem
α2 = współczynnik przenikania ciepła między zimnym nośnikiem a powierzchnią wymiany ciepła (W/m2 °C)
δ = grubość ściany (m)
λ = przewodność cieplna ściany (W/m °C)
Logarytmiczna średnia różnica temperatur
Logarytmiczna średnia różnica temperatur (LMTD) jest siłą napędową wymiany ciepła w wymienniku ciepła. Jest to średnia logarytmiczna różnicy temperatur między gorącą i zimną stroną wlotu i wylotu wymiennika ciepła.
Definicja logarytmicznej średniej różnicy temperatur (LMTD) jest inna dla połączeń przeciwprądowych i prądu stałego:
Połączenie przeciwprądowe:
Połączenie prądu stałego
NTU (liczba jednostek transferu)
Przydatnym terminem jest stosowana w Alfa Laval wartość NTU, znana również jako wartość theta - θ. Jest to ilość przenoszonych jednostek, która wyraża intensywność transferu ciepła. Czasami ta wartość jest również nazywana długością termiczną. Im niższa wartość LMTD i im większa różnica temperatur między wlotem a wylotem po jednej stronie, tym większa jest wartość NTU lub wartość theta. Wartość NTU można obliczyć zarówno dla strony zimnej, jak i gorącej w następujący sposób:
Ciepła strona
Zimna strona
Niskie theta (niewielka różnica między temperaturami na wlocie i wylocie, wysoki LMTD)
Wysokie theta (duża różnica temperatur na wlocie i wylocie, mały LMTD)
Długość termiczna
Długość termiczna opisuje, w jakim stopniu aplikacja jest obciążona temperaturą. Długość termiczną można opisać na dwa sposoby, jak wspomniano wcześniej:
- Liczba jednostek transmisyjnych (NTU) - metoda matematyczna
- Theta - termin ogólny
Tryb o wyższym theta jest generalnie trudniejszy do przystosowania niż tryb o niższym theta. Nie ma „właściwej” lub „złej” wartości NTU lub theta; wszystko zależy od określonego transferu ciepła osiągniętego zgodnie z wymaganiami aplikacji.
Płyty
Mamy dwa różne rodzaje płyt - niskie i wysokie theta. Płyty o niskim theta mają mniejszy kąt wzoru w jodełkę, są krótsze i mają głębsze rowki.
A. Niższa głębokość rowków
B. Dłuższa płyta
C. Większy kąt jodełki
A. Głębsze rowki
B. Krótsza płyta
C. Mniejszy kąt jodełki
Kanały
Szczelina między dwiema płytami nazywana jest kanałem. Kanały mają niską, średnią lub wysoką wartość theta. Zależy to od kombinacji płyt o niskim i wysokim poziomie theta, która tworzy kanał.
Spadek ciśnienia
Strata ciśnienia (Δp) jest bezpośrednio związana z wielkością wymiennika ciepła i odwrotnie. Jeśli uda się zwiększyć dopuszczalny spadek ciśnienia i koszty pompowania, wymiennik ciepła będzie mniejszy i tańszy.
Równanie spadku ciśnienia definiuje się następująco:
ΔP = spadek ciśnienia (Pa)
G = przepływ masowy lub natężenie przepływu (kg/m2s)
ρ = gęstość (kg/m3)
Dh = średnia średnica hydrauliczna (m)
L = długość (m)
f = współczynnik tarcia
n = efekty końcowe
Naprężenie ścinające
Naprężenie ścinające to siła przepływu wzdłuż ścianki płytowego wymiennika ciepła, która jest miarą turbulencji w wymienniku ciepła. Naprężenie ścinające jest również znane jako wartość Tao (τ).
Naprężenie ścinające należy brać pod uwagę tylko wtedy, gdy używany płyn lub płyny powodują zatykanie.
Definicja naprężenia ścinającego:
τw = naprężenie ścinające ściany, N/m2 (Pa)
f = współczynnik tarcia
ρ = gęstość płynu, kg/m3
V = prędkość przepływu, m/s
L = długość kanału, m
ΔP = spadek ciśnienia, kPa
Dh = średnica hydrauliczna, m (2 × głębokość rowka płyt wymiennika ciepła)
Ciepło przenosi się poprzez promieniowanie elektromagnetyczne. Przykładem tego jest promieniowanie słoneczne, które dociera do Ziemi w postaci fal elektromagnetycznych, a następnie jest absorbowane i przekształcane w ciepło.
Ciepło jest przekazywane poprzez przemieszczanie się energii w postaci ruchu atomów lub cząsteczek w ciele stałym lub w płynach w stanie spoczynku. Przykładami przewodzenia ciepła są ogrzewacze i dywaniki elektryczne, w których ciepło przemieszcza się poprzez przedmioty.
Energia jest przenoszona poprzez mieszanie się części zawierających płyn z innymi częściami. Klimatyzacja za pomocą klimatyzatora działa na zasadzie konwekcji.
Rodzaje wymienników ciepła
Wymienniki ciepła to urządzenia służące do ciągłego przenoszenia ciepła z jednego płynu do drugiego. Istnieją dwa rodzaje wymienników ciepła.
Bezpośredni wymiennik ciepła, w którym dwa media są w bezpośrednim kontakcie. Zakłada się, że oba media nie mieszają się ze sobą. Przykładem tego typu wymiennika ciepła jest wieża chłodnicza, w której woda jest chłodzona przez bezpośredni kontakt z powietrzem.
Ten typ wymiennika ciepła polega na wymianie ciepła między dwoma płynami oddzielonymi ścianką, przez którą przepływa ciepło.
Istnieje kilka rodzajów wymienników ciepła pośredniego, m.in. płytowe, wielorurowe i spiralne. Wymienniki płytowe są zazwyczaj najbardziej wydajnymi wymiennikami ciepła i stanowią optymalne rozwiązanie problemów związanych z przenoszeniem ciepła.
 |
  |
 ![Plate_heat_exchanger_exploded_view_T10.png](/episerver/CMS/”/EPiServer/CMS/Content/globalassets/ja/images/local/japan/picture/heat-exchanger/plate_heat_exchanger_exploded_view_t10.png,,852356?epieditmode=False") |
| Wymiennik ciepła typu płaszczowo-rurowego (wymiennik wielorurowy) |
Wymiennik ciepła spiralny | Wymiennik ciepła płytowy |
Różnice między płytowymi wymiennikami ciepła a wymiennikami ciepła typu płaszczowo-rurowego
Wśród różnych rodzajów przemysłowych wymienników ciepła pośredniego od wielu lat stosowane są wymienniki typu płaszczowo-rurowego. W bardzo trudnych warunkach nadal przeważają zalety tego typu wymienników, jednak wydajność i trwałość wymienników płytowych ulega ciągłej poprawie. Poniżej przedstawiamy szczególne zalety wymienników płytowych.
-
Możliwość wykonania cienkiej części przenoszącej ciepło
- Grubość płyt przenoszących ciepło, które stanowią część przenoszącą ciepło w płytowych wymiennikach ciepła, wynosi zazwyczaj 0,4–0,8 mm, co jest wartością mniejszą niż w przypadku wielorurowych wymienników ciepła, a dzięki niewielkiemu oporowi przenoszenia ciepła zapewniają one wysoką wydajność wymiany ciepła.
-
Efekt turbulencji płynów
- Efekt turbulencji poprawia wydajność wymiany ciepła między płynami o wysokiej i niskiej temperaturze. Dzięki temu uzyskuje się wysoki współczynnik przenikania ciepła, co pozwala zmniejszyć wymaganą powierzchnię wymiany ciepła i uzyskać kompaktową budowę wymiennika ciepła.Ponadto efekt turbulencji powoduje samoczyszczenie powierzchni wymiany ciepła, ograniczając osadzanie się zanieczyszczeń. Dzięki temu można wydłużyć okresy między czyszczeniem urządzeń, co zmniejsza częstotliwość czyszczenia otwartego i maksymalizuje czas pracy.
- W porównaniu z wielorurowymi wymiennikami ciepła o tej samej wydajności wymiany ciepła, urządzenie to charakteryzuje się kompaktową budową, zajmując jedynie 1/3 do 1/5 powierzchni montażowej, biorąc pod uwagę niezbędną przestrzeń na konserwację. Oprócz zmniejszenia powierzchni montażowej, urządzenie można łatwo zintegrować z innymi elementami, a jego niewielka waga pozwala obniżyć koszty montażu, takie jak koszty fundamentów i instalacji.
- Łatwe otwieranie poprzez odkręcenie śrub mocujących umożliwia łatwą kontrolę i czyszczenie wszystkich płyt grzewczych.
- Specjalny wzór falistych płyt powoduje powstanie silnego prądu turbulentnego na całej powierzchni płyt, co ogranicza osadzanie się zanieczyszczeń i pozwala na wydłużenie okresów między czyszczeniami.
- W wymienniku ciepła typu płytowego z uszczelką konstrukcja składa się z płyt grzewczych zamontowanych w ramie, dzięki czemu można łatwo zwiększyć lub zmniejszyć wydajność poprzez dodanie lub usunięcie płyt grzewczych. Demontaż płyt jest bardzo prosty i wymaga jedynie odkręcenia śrub i przesunięcia ramy ruchomej.
- W porównaniu z wielorurowymi wymiennikami ciepła charakteryzuje się bardzo małą ilością zatrzymywanej (zatrzymywanej) cieczy, dzięki czemu zapewnia szybką reakcję. Szybko reaguje na zmiany warunków pracy, umożliwiając precyzyjną regulację temperatury cieczy.
- W niektórych przypadkach pozwala uniknąć stosowania zbiorników ciśnieniowych.
- Zmniejsza ilość odpadów cieczy, co pozwala obniżyć koszty.
Materiały płyt wymiany ciepła
Wymienniki płytowe Alfa Laval są dostępne z płytami wymiany ciepła i uszczelkami wykonanymi z różnych materiałów, dostosowanych do różnych warunków pracy, takich jak rodzaj płynu, temperatura i ciśnienie. Dzięki temu można dobrać materiał najlepiej odpowiadający potrzebom klienta.
Główne materiały płyt wymiany ciepła
| Materiał | Odpowiednie płyny |
| Stal nierdzewna | Woda czysta, woda rzeczna, oleje jadalne, oleje mineralne |
| Tytan i tytan z dodatkiem palladu | Woda morska, słona, chlorowana, roztwory chlorków |
| 254SMO (*1) | Rozcieńczony kwas siarkowy, rozcieńczony roztwór chlorków, roztwory nieorganiczne |
| Nikiel | Wysoka temperatura i wysokie stężenie sody kaustycznej |
| Stop hastelloy (*2) (C276, C2000, D205 itp.) | Stężony kwas siarkowy, kwas solny, kwas fosforowy |
| Grafit | Kwas solny, kwas siarkowy o średniej stężeniu, kwas fosforowy, kwas fluorowy |
(*1) 254SMO jest zarejestrowanym znakiem towarowym firmy Outokumpu z Finlandii.
(*2) Hastelloy jest zarejestrowanym znakiem towarowym firmy Haynes z USA.
Obliczenia dotyczące wymiany ciepła niezbędne do projektowania wymienników ciepła
Istnieje sześć ważnych parametrów, które należy uwzględnić przy obliczaniu wymiany ciepła w płynowo-płynowych wymiennikach ciepła.
- Ilość ciepła wymienianego (obciążenie cieplne)
- Przepływ cieczy po stronie niskiej i wysokiej temperatury
- Temperatura na wlocie i wylocie cieczy po stronie niskiej i wysokiej temperatury
- Dopuszczalna strata ciśnienia cieczy po stronie niskiej i wysokiej temperatury
- Maksymalna temperatura robocza (temperatura projektowa)
- Maksymalne ciśnienie robocze (ciśnienie projektowe)
Najczęściej stosowane wymienniki ciepła w przemyśle
Płytowe lutowane wymienniki ciepła
Idealny wybór do:
- Ekstremalnych temperatur (do 225 °C)
- Małej powierzchni
- Wysokiego ciśnienia projektowego
Zalety:
- Wysoka wydajność (materiał lutowania płyt - miedź)
- Bezobsługowe
- Dostępny certyfikat AHRI
Wymienniki ciepła ze stali kwasoodpornej
Idealny wybór do:
- Ekstremalnych temperatur (do 550 °C)
- Zastosowań higienicznych
- Zapobiegania skażeniu niklem lub miedzią podczas pracy z wodą pitną/płynami higienicznymi
Zalety:
- Wysoka wydajność (wykonany w 100% ze stali nierdzewnej)
- Nie wymaga konserwacji
- Długa żywotność
- Dostępny certyfikat AHRI
Płytowe uszczelkowe wymienniki ciepła
Idealny wybór do:
- Wymiany ciepła pomiędzy gazami lub cieczami
- Indywidualnych zastosowań
- Zmieniających wymagań - łatwa i elastyczna adaptacja wymiennika
Zalety:
- Wysoka wydajność energetyczna
- Niezawodność działania
- Łatwość serwisowania i niskie koszty konserwacji
- Dostępny certyfikat AHRI
Przemysłowe zastosowania wymiennika ciepła
Chociaż zasada wymiany ciepła jest taka sama niezależnie od zastosowanego medium, należy rozróżnić poszczególne zastosowania. Większość zadań dzieli się na trzy główne zastosowania:
Woda/woda
Większość naszej produkcji wymienników ciepła jest wykorzystywana do zadań związanych z wodą/wodą, czyli podgrzewaniem lub chłodzeniem wody.
Woda chłodzona: w tym przypadku wykorzystuje się wodę o niższej temperaturze, np. z wieży chłodniczej, jeziora, rzeki lub morza.
Woda ogrzewana: tutaj wykorzystuje się wodę o wyższej temperaturze, np. z sieci ciepłowniczej, kotłów lub gorącą wodę procesową.
Niektóre typowe zastosowania płytowych wymienników ciepła:
- Ogrzewanie/chłodzenie dzielnic
- Podgrzewanie wody użytkowej
- Ogrzewanie basenów
- Odzysk ciepła (chłodzenie silnika)
- Kontrola temperatury w hodowlach ryb
- Przemysł hutniczy - chłodzenie pieców
- Przemysł energetyczny - centralne chłodzenie
- Przemysł chemiczny - chłodzenie procesów
Woda/ropa naftowa
W niektórych gałęziach przemysłu ropa naftowa musi być chłodzona wodą. Woda ta może być podłączona do systemu odzyskiwania ciepła, który odzyskuje ciepło z ropy naftowej do różnych zastosowań, takich jak podgrzewanie wody z kranu itp.
Niektóre typowe zastosowania płytowych wymienników ciepła:
- Chłodzenie oleju hydraulicznego
- Chłodzenie oleju chłodzącego
- Chłodzenie oleju silnikowego na stanowiskach badawczych silników
W przypadku oleju syntetycznego może być konieczne zastosowanie specjalnych uszczelnień. W sprawie tych zastosowań prosimy o kontakt z
Alfa Laval.
Wymienniki ciepła płytowe mogą pracować z olejami o lepkości nawet do 2500 centypuazów. Emulsje mogą być również stosowane w wymiennikach ciepła płytowych i mogą być traktowane jak woda, gdy ich stężenie nie przekracza 5%.
Woda/glikol
W przypadku ryzyka zamarznięcia do wody dodaje się glikol.
Glikol ma inną pojemność cieplną niż woda, dlatego do wykonania tego samego zadania potrzebuje nieco większej powierzchni wymiany ciepła. Z drugiej strony właściwości fizyczne różnych glikoli są bardzo podobne.
Przykładowe glikole:
- glikol etylenowy (mono-, di- lub tri-)
- glikol propylenowy.
Typowe zastosowania płytowych wymienników ciepła:
- jako intercooler w pompie ciepła
- produkcja zimnej wody w przemyśle spożywczym
- chłodzenie klimatyzacji