Un intercanviador de calor és un dispositiu d'estalvi d'energia que transfereix calor entre dos o més fluids a diferents temperatures. Per a la calefacció de grans superfícies és essencial l'existència d'un intercanviador de calor.
Segons el mètode de transferència de calor de l'intercanviador de calor, l'intercanviador de calor es pot dividir en tres categories:
Un intercanviador de calor de contacte directe, també anomenat intercanviador de calor híbrid, és un dispositiu en què els fluids calents i freds estan en contacte directe i intercanvien calor. Normalment, els dos fluids en contacte directe són gasos i líquids amb menor pressió de vaporització;
El principi de funcionament de l'intercanviador de calor d'emmagatzematge d'energia és utilitzar la conductivitat tèrmica de les substàncies sòlides. Concretament, el medi tèrmic escalfa primer la substància sòlida a una temperatura determinada, i després el medi fred obté calor de la substància sòlida. Mitjançant aquest procés, es pot realitzar la transferència de calor. ;
L'intercanviador de calor de la paret de partició també utilitza la conducció de calor de l'intermediari, i els mitjans freds i calents estan separats per una paret de partició sòlida i intercanvien calor a través de la paret de separació. Per a les empreses de calefacció, els intercanviadors de calor de paret divisoria són els més utilitzats. Segons diferents estructures, també es pot dividir en intercanviadors de calor de tubs, intercanviadors de calor de plaques i intercanviadors de calor de tubs de calor.
1
Bescanviador de calor de carcassa i tub
Els intercanviadors de calor de carcassa i tub també s'anomenen intercanviadors de calor de carcassa i tub. És un intercanviador de calor de paret particionada que utilitza la paret del feix de tubs tancat a la carcassa com a superfície de transferència de calor. Aquest tipus d'intercanviador de calor té una estructura relativament senzilla i un funcionament fiable. Es pot fer de diversos materials estructurals (principalment materials metàl·lics) i es pot utilitzar a alta temperatura i alta pressió. És el tipus més utilitzat actualment.
Bescanviador de calor de carcassa i tub
Segons les mesures de compensació adoptades, els intercanviadors de calor de carcassa i tub es poden dividir en quatre tipus: intercanviadors de calor de làmina de tubs fixos, intercanviadors de calor de capçal flotant, intercanviadors de calor de tub en U i intercanviadors de calor de caixa de farciment.
2
Bescanviador de calor de làmina de tub fix
L'intercanviador de calor de làmina de tub fix és un tipus d'intercanviador de calor de carcassa i tub. Les làmines de tubs als dos extrems de l'intercanviador de calor de làmina de tub fix es connecten a la carcassa mitjançant soldadura i es componen principalment de carcassa, làmina de tubs, feix de tubs, coberta superior (capçal) i altres components.
Bescanviador de calor de làmina de tub fix
Els avantatges dels intercanviadors de calor de làmina de tubs fixos són:
◆Estructura senzilla;
◆En el mateix diàmetre de la carcassa, el nombre de canonades és el més gran i el bypass és el menor;
◆ Cada tub d'intercanvi de calor es pot substituir i l'interior del tub és fàcil de netejar.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de làmina de tubs fixos són:
◆El costat de la closca no es pot netejar mecànicament;
◆ Quan la diferència de temperatura entre el tub d'intercanvi de calor i la carcassa sigui gran (més de 50 graus), es generarà l'estrès de diferència de temperatura. La solució és instal·lar una junta de dilatació a la carcassa, de manera que la pressió al costat de la carcassa no pot ser massa alta a causa de la limitació de la força de la junta de dilatació;
◆ Només és adequat per a ocasions de treball en què el fluid és net i no és fàcil d'escalar, i la diferència de temperatura entre els dos fluids és petita o la diferència de temperatura és gran, però la pressió lateral de la closca no és alta.
3
intercanviador de calor de capçal flotant
L'intercanviador de calor de capçal flotant és una mena d'intercanviador de calor de carcassa i tub. Té un extrem de la placa del tub que no està connectat a la carcassa i pot flotar lliurement en direcció axial. També s'anomena cap flotant. El capçal flotant es compon d'una placa de tub flotant, un anell de ganxo i una coberta d'extrem de capçal flotant, que és una connexió desmuntable, i el paquet de tubs es pot treure de la carcassa.
intercanviador de calor de capçal flotant
Els avantatges dels intercanviadors de calor de capçal flotant són:
◆Si hi ha una diferència de temperatura entre el tub d'intercanvi de calor i la carcassa, és a dir, quan la carcassa o el tub d'intercanvi de calor s'expandeix, no hi haurà estrès per diferència de temperatura;
◆ El paquet de tubs es pot treure de la carcassa, cosa que és convenient per netejar dins i entre els tubs.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de capçal flotant són:
◆Estructura complicada, gran quantitat de materials i alt cost;
◆Si el segell entre la coberta del capçal flotant i la làmina del tub flotant no està ajustat, es produirà una fuita interna, cosa que provocarà la barreja dels dos mitjans.
4
Bescanviador de calor de tub en U
L'intercanviador de calor de tubs en forma d'U és una mena d'intercanviador de calor de carcassa i tub, que es compon de làmines de tubs, petxines, feixos de tubs i altres components. Cada tub de l'intercanviador de calor de tub en U es doblega en forma d'U i l'entrada i la sortida s'instal·len respectivament a banda i banda de la mateixa làmina de tubs. El capçal està dividit en dues cambres per una partició, de manera que cada tub es pot expandir i contreure lliurement. , independentment dels altres tubs i carcasses.
Bescanviador de calor de tub en U
Els avantatges dels intercanviadors de calor de tub en U són:
◆ El paquet de tubs pot flotar lliurement sense tenir en compte l'estrès de la diferència de temperatura i es pot utilitzar en ocasions amb gran diferència de temperatura;
◆ Només té una placa de tub, menys brides, menys punts de fuita i estructura senzilla;
◆ L'intercanviador de calor de tub en forma d'U és fiable en funcionament i de baix cost.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de tub en U són:
◆És difícil de netejar dins del tub. Com que el tub ha de tenir un cert radi de flexió, la taxa d'utilització de la làmina de tub és baixa;
◆La distància entre els tubs a la capa més interna del feix de tubs és gran i el costat de la carcassa és fàcil de curtcircuitar. Quan la velocitat del flux a la canonada és massa alta, provocarà una greu erosió a la secció de la canonada en forma d'U i afectarà la seva vida útil;
◆Si el tub interior està danyat, no es pot substituir, de manera que la taxa de ferralla és alta.
5
Bescanviador de calor per polvorització
L'intercanviador de calor en esprai és una mena d'intercanviador de calor tubular, que fixa els tubs d'intercanvi de calor al marc d'acer en files, el fluid calent flueix als tubs i l'aigua de refrigeració s'aboca uniformement des del dispositiu de polvorització superior, de manera que és també anomenat Spray Cooler. L'exterior del tub de l'intercanviador de calor d'esprai és una capa de pel·lícula líquida amb un alt grau de turbulència, i el coeficient de transferència de calor fora del tub és molt més gran que el de l'intercanviador de calor submergit. A més, l'intercanviador de calor en aerosol es col·loca principalment al lloc on circula l'aire, i l'evaporació de l'aigua de refrigeració també treu part de la calor, cosa que pot reduir la temperatura de l'aigua de refrigeració i augmentar la força motriu de la transferència de calor. . En comparació amb l'intercanviador de calor d'immersió, l'efecte de transferència de calor de l'intercanviador de calor d'esprai millora molt.
Bescanviador de calor per polvorització
Els avantatges dels intercanviadors de calor en aerosol són:
◆Estructura senzilla i baix cost;
◆ Pot reduir la temperatura de l'aigua de refrigeració i augmentar la força motriu de la transferència de calor;
◆Pot suportar alta pressió;
◆ Fàcil de mantenir i netejar, requisits de baixa qualitat de l'aigua.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor en aerosol són:
◆ La polvorització desigual de l'aigua de refrigeració afectarà l'efecte de transferència de calor;
◆ Només es pot instal·lar a l'exterior.
6
Intercanviador de calor de tubs
L'intercanviador de calor de la carcassa és una mena d'intercanviador de calor de tubs, que és una carcassa circular concèntrica connectada per dos tubs estàndard de diferents mides. L'exterior s'anomena costat de la closca i l'interior s'anomena costat del tub. Dos mitjans diferents poden fluir al revés (o en la mateixa direcció) al costat de la carcassa i al costat del tub per aconseguir l'efecte d'intercanvi de calor. Els intercanviadors de calor de tubs i tubs solen consistir en una carcassa (incloent-hi una carcassa interior i una carcassa exterior), un colze en forma d'U, una caixa de farciment i similars.
Intercanviador de calor de tubs
Els avantatges dels intercanviadors de calor de carcassa són:
◆Estructura senzilla, capaç de suportar alta pressió;
◆ L'àrea de transferència de calor es pot augmentar o disminuir segons les necessitats, cosa que és convenient per a l'aplicació.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de carcassa són:
◆Hi ha moltes juntes entre canonades, que són fàcils de filtrar;
◆ Àmplia superfície de sòl i gran consum de metall per unitat de superfície de transferència de calor.
7
Bescanviador de calor encamisat
L'intercanviador de calor amb camisa és una mena d'intercanviador de calor de plaques, que es fa instal·lant una jaqueta a la paret exterior del contenidor i té una estructura senzilla; però la seva superfície de calefacció està limitada per la paret del recipient i el coeficient de transferència de calor no és alt. Per millorar el coeficient de transferència de calor i fer que el líquid de la tetera s'escalfi uniformement, es pot instal·lar un agitador a la tetera. Quan es passa aigua de refrigeració o agent de calefacció sense canvi de fase a la jaqueta, també es poden instal·lar deflectors en espiral o altres mesures per augmentar la turbulència a la jaqueta per augmentar el coeficient de transferència de calor a un costat de la jaqueta. Per compensar la manca de superfície de transferència de calor, també es poden instal·lar bobines dins de la tetera. Els intercanviadors de calor amb camisa s'utilitzen àmpliament per escalfar i refredar processos de reacció.
Bescanviador de calor encamisat
Els avantatges dels intercanviadors de calor amb camisa són:
◆Estructura senzilla;
◆ Fàcil de processar.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor amb camisa són:
◆Àrea de transferència de calor petita i baixa eficiència de transferència de calor.
8
Bescanviador de calor de plaques espirals
L'intercanviador de calor de plaques espirals és una mena d'intercanviador de calor de plaques, que està format per dues plaques metàl·liques paral·leles, formant dos canals espirals concèntrics a l'interior. S'estableix una partició al centre de l'intercanviador de calor per separar els canals en espiral, i una columna de distància es solda entre les dues plaques per mantenir l'espai entre els canals.
Bescanviador de calor de plaques espirals
Els avantatges dels intercanviadors de calor de plaques espirals són:
◆Alt coeficient de transferència de calor;
◆ No és fàcil d'escalar i bloquejar;
◆Capaç d'utilitzar la font de calor amb una temperatura més baixa;
◆Estructura compacta.
Els desavantatges dels intercanviadors de calor de plaques en espiral són:
◆La pressió i la temperatura de funcionament no han de ser massa altes;
◆No és fàcil de revisar.
9
bescanviador de calor de tubs de calor
El tub de calor es forma omplint una certa quantitat de cert líquid de treball en un tub metàl·lic segellat que elimina el gas no condensable. El líquid de treball absorbeix la calor a l'extrem calent i bull i es vaporitza. El vapor generat flueix cap a l'extrem fred per condensar-se i alliberar calor latent. El condensat torna a l'extrem calent i bull i es vaporitza de nou. Aquest cicle es repeteix i la calor es transfereix contínuament de l'extrem calent a l'extrem fred.
bescanviador de calor de tubs de calor
Els avantatges dels intercanviadors de calor de tubs de calor són:
◆Estructura senzilla, llarga vida útil i funcionament fiable;
◆Conductivitat tèrmica extremadament alta i bona propietat isotèrmica;
◆ L'àrea de transferència de calor a banda i banda del costat fred i calent es pot canviar arbitràriament, pot transferir calor a llarga distància i pot controlar la temperatura.
Els seus inconvenients són:
◆ Poca resistència a l'oxidació i resistència a altes temperatures.
Precaucions per a l'ús de l'intercanviador de calor:
◆Mantenir neta la xarxa de canonades. Ja sigui abans del treball o després de finalitzar el treball, la xarxa de canonades s'ha de netejar per evitar l'obstrucció de l'intercanviador de calor. A més, s'ha de prestar atenció a la neteja del dispositiu de descontaminació i del filtre, de manera que tot el treball d'intercanvi de calor es pugui completar sense problemes.
◆ Controlar estrictament l'aigua suavitzada. Abans de processar el medi de calefacció, comproveu la qualitat de l'aigua al sistema i al dipòsit de descalcificació i injecteu-lo després de confirmar que la qualitat de l'aigua està qualificada.
◆ Prova el nou sistema. Per al nou sistema, no es pot utilitzar alternativament amb l'intercanviador de calor immediatament, però el nou sistema s'ha de fer funcionar dins d'un període de temps especificat i l'intercanviador de calor només es pot incorporar al sistema un cop finalitzada la prova de funcionament. L'objectiu d'això és evitar que les impureses de la xarxa de canonades danyin l'equip intern de l'intercanviador de calor
