คุณสมบัติของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

เป็นที่ทราบกันดีว่าเครื่องระเหย (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของทั้งสองอย่างเครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรมระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรมระบายความร้อนด้วยน้ำ. ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานที่ได้รับความนิยมมากที่สุด โดยทั่วไปมีสามตัวเลือก: ขดลวดทองแดง ประเภทแผ่น และประเภทเปลือกและท่อ อนุญาต’มาดูคุณสมบัติของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นโดยเปรียบเทียบกับประเภทเปลือกและท่อ

1. ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง

เนื่องจากการกลับตัวของแผ่นลูกฟูกที่แตกต่างกันเพื่อสร้างช่องทางการไหลที่ซับซ้อน ของไหลจึงไหลในการไหลแบบสามมิติที่หมุนในช่องการไหลระหว่างแผ่นลูกฟูก ซึ่งสามารถสร้างการไหลเชี่ยวที่เลขเรย์โนลด์สต่ำ (โดยทั่วไปคือ Re=50~ 200) ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจึงสูง โดยทั่วไปถือว่าเป็น 3 ถึง 5 เท่าของประเภทเปลือกและท่อ

2. ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึมขนาดใหญ่และความแตกต่างของอุณหภูมิเทอร์มินัลเล็กน้อย

ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ของเหลวทั้งสองจะไหลเข้าไปหลอดด้านข้างและด้านเปลือกตามลำดับ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นการไหลข้าม และค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึมมีขนาดเล็ก ในขณะที่แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนส่วนใหญ่เป็นกระแสร่วมหรือกระแสสวนทวน และค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขมักจะอยู่ที่ประมาณ 0.95 นอกจากนี้การไหลของของไหลเย็นและร้อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นขนานกับพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนและไม่มีการไหลด้านข้างดังนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิที่ปลายตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจึงมีน้อยและการแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นน้ำ สามารถมีอุณหภูมิต่ำกว่า 1°C ในขณะที่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อโดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิ 5°C

3. รอยเท้าขนาดเล็ก

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นมีโครงสร้างที่กะทัดรัด และพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนต่อหน่วยปริมาตรเป็น 2 ถึง 5 เท่าของประเภทเปลือกและท่อ ต่างจากประเภทเปลือกและท่อ ตรงที่ไม่จำเป็นต้องสำรองสถานที่บำรุงรักษาเพื่อดึงมัดท่อออก จึงสามารถแลกเปลี่ยนความร้อนเท่ากันได้ พื้นที่ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอยู่ที่ประมาณ 1/5~1/8 ของพื้นที่ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

4. ง่ายต่อการเปลี่ยนพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนหรือการรวมกระบวนการ

ตราบใดที่มีการเพิ่มหรือลดจำนวนแผ่น ก็สามารถบรรลุเป้าหมายในการเพิ่มหรือลดพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนได้ โดยการเปลี่ยนการจัดเรียงเพลตหรือการเปลี่ยนเพลตหลายเพลต ทำให้สามารถรวมกระบวนการที่จำเป็นเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะการแลกเปลี่ยนความร้อนใหม่ได้ ในขณะที่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ

5. น้ำหนักเบา

ความหนาของแผ่นแต่ละแผ่นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นอยู่ที่ 0.4~0.8 มม. ในขณะที่ความหนาของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่ออยู่ที่ 2.0~2.5 มม. เปลือกของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อนั้นหนักกว่าโครงของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นมาก โดยทั่วไปตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจะมีน้ำหนักเพียงประมาณ 1/5 ของน้ำหนักของประเภทเปลือกและท่อ

6. ราคาต่ำ

การใช้วัสดุเดียวกันและอยู่ภายใต้พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนเดียวกัน ราคาของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจะต่ำกว่าราคาแบบเปลือกและท่อประมาณ 40%~60%

7.ทำง่าย

แผ่นถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นได้รับการประมวลผลโดยการปั๊มซึ่งมีมาตรฐานระดับสูงและสามารถผลิตได้เป็นจำนวนมาก โดยทั่วไปตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อจะทำด้วยมือ

8. ทำความสะอาดง่าย

ตราบใดที่สลักเกลียวกดถูกคลาย ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของแผ่นเฟรมสามารถคลายมัดแผ่นและถอดแผ่นออกเพื่อทำความสะอาดเชิงกล ซึ่งสะดวกมากสำหรับกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ต้องทำความสะอาดอุปกรณ์บ่อยครั้ง

9. สูญเสียความร้อนเล็กน้อย

ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น จะมีเพียงแผ่นเปลือกด้านนอกของแผ่นถ่ายเทความร้อนเท่านั้นที่จะสัมผัสกับบรรยากาศ ดังนั้นการสูญเสียการกระจายความร้อนจึงน้อยมาก และไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการฉนวน ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อมีการสูญเสียความร้อนอย่างมากและจำเป็นต้องมีชั้นฉนวน

10. ความจุน้อยลง

ความจุของเครื่องแลกเปลี่ยนแผ่นประมาณ 10% ~ 20% ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

11. การสูญเสียแรงดันขนาดใหญ่ต่อความยาวหน่วย

เนื่องจากช่องว่างเล็กๆ ระหว่างพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนจึงมีความไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นการสูญเสียแรงดันจึงมีมากกว่าท่อเรียบแบบเดิม

12. ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะปรับขนาด

เนื่องจากภายในมีความปั่นป่วนเพียงพอ จึงไม่ง่ายที่จะปรับขนาด และค่าสัมประสิทธิ์การปรับขนาดเป็นเพียง 1/3~1/10 ของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

13. แรงดันใช้งานไม่ควรใหญ่เกินไป อาจเกิดการรั่วไหลได้

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนถูกปิดผนึกด้วยปะเก็น โดยทั่วไป แรงดันใช้งานไม่ควรเกิน 2.5MPa และอุณหภูมิของตัวกลางควรต่ำกว่า 250°C มิฉะนั้นอาจรั่วไหลได้

14.บล็อคง่าย

เนื่องจากช่องระหว่างแผ่นเปลือกโลกแคบมาก โดยทั่วไปเพียง 2~5 มม. เมื่อตัวกลางแลกเปลี่ยนความร้อนมีอนุภาคขนาดใหญ่หรือสารที่เป็นเส้นใย จึงง่ายต่อการปิดกั้นช่องระหว่างแผ่น