물 열교환기 Manufacturers

플레이트 대 쉘 앤 튜브: 응용 분야에 적합한 구성 선택

산업용수 열교환기 설계의 두 가지 주요 구성인 개스킷 플레이트와 쉘 앤 튜브는 각각 작동 조건, 유체 특성 및 유지 관리 접근에 따라 둘 중 하나를 올바른 선택으로 만드는 뚜렷한 성능 상충 관계를 가지고 있습니다.

판형 열교환기 골판지 표면을 가로지르는 난류로 인해 매우 높은 열 전달 계수를 얻을 수 있습니다. 작은 설치 공간과 낮은 유체 보유 용량으로 인해 두 유체가 모두 깨끗한 물 또는 글리콜 용액인 HVAC 냉각기 증발기, 자유 냉각 회로 및 열 회수 응용 분야에 기본적으로 선택됩니다. 90% 이상의 열 효율을 달성할 수 있으며 1~2°C 정도의 낮은 접근 온도가 일반적입니다. 단점은 미립자가 포함된 유체로 인한 오염 및 막힘에 대한 민감성과 최대 작동 온도 및 압력(표준 HNBR 개스킷의 경우 일반적으로 150~180°C 및 25bar)에 대한 개스킷 제한입니다.

쉘 앤 튜브 교환기 더 높은 압력(맞춤형 설계에서는 최대 300bar), 높은 온도, 부유 물질이 포함된 유체를 견딜 수 있어 공정 냉각, 응축수 회로 및 냉매 응축기에 대한 산업 표준이 되었습니다. 열 전달 계수는 플레이트보다 단위 면적당 낮지만, 더 큰 표면적과 견고한 구조로 인해 고강도 응용 분야에서 이를 상쇄합니다. Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd.는 냉각기와 열교환기 제품군 전반에 걸쳐 두 가지 구성을 통합하여 각 프로젝트의 프로세스 매개변수에 따라 적절한 유형을 선택합니다.

오염 요인: 지정 방법 및 장기 성능에 중요한 이유

파울링은 열 전달 표면에 스케일, 생물막, 부식 생성물 또는 부유 물질이 축적되는 것을 말합니다. 이는 설치 문제가 아닙니다. 이는 모든 물 열교환기 설계가 고려해야 하는 고유한 작동 조건입니다. 표준 접근 방식은 열 설계 중에 오염 저항 계수(Rf)를 적용하여 계산된 청정 열 전달 계수를 보수적인 작업 값으로 효과적으로 줄이는 것입니다.

TEMA(Tubular Exchanger Manufacturer Association)는 쉘 앤 튜브 설계에 널리 사용되는 참조 오염 요인을 발표합니다. 물가 적용의 경우 대표 값은 다음과 같습니다.

• 처리된 냉각탑수: 0.000176m²·K/W
• 강물(52°C 이하): 0.000352m²·K/W
• 해수: 온도에 따라 0.000088–0.000176m²·K/W
• 경수: 0.000528m²·K/W 이상

지나치게 보수적인 오염 요인을 적용하면 깨끗할 때 비효율적으로 작동하는 대형 교환기가 발생합니다. 너무 낮은 계수를 적용하면 오염이 발생하자마자 성능이 저하되는 장치가 생성됩니다. 올바른 접근 방식은 오염 요인을 프로젝트 현장의 실제 수질 데이터와 일치시키는 것입니다. , 기본 안전 여유로 일반적인 보수적 값을 적용하지 않습니다. Soouney의 엔지니어링 팀은 해외 프로젝트의 장비 선택 프로세스의 일부로 물 분석 보고서를 검토하여 특정 성능이 작동 수명 동안 유지되는지 확인합니다.

역류 대 평행 흐름 배열 및 열 효율성에 미치는 영향

두 유체 흐름의 상대적 흐름 방향 물 열교환기 장치가 이론적으로 달성할 수 있는 최대 열 효율을 결정합니다. 이는 세부 사항이 아니며 장비 크기와 작동 성능 모두에 영향을 미치는 기본 설계 변수입니다.

에서 병렬 흐름 배열에서는 두 유체가 동일한 끝에서 교환기로 들어갑니다. 흐름 간의 온도 차이는 입구에서 가장 높고 흐름 경로를 따라 감소하여 이론적인 최대값인 일반적인 출구 온도에 접근합니다. 열 효율성은 본질적으로 제한되어 있습니다. 즉, 뜨거운 스트림 출구 온도는 차가운 스트림 출구 온도 아래로 떨어질 수 없습니다.

에서 역류 배열, 유체는 반대 방향으로 이동합니다. 온수 출구는 저온 스트림 입구를 향하고, 고온 스트림 입구는 저온 스트림 출구를 향합니다. 이는 전체 열 전달 표면을 따라 보다 균일한 온도 차이를 유지하고 뜨거운 흐름이 차가운 흐름 입구 온도의 몇 도 이내로 냉각될 수 있도록 합니다. 이는 병렬 흐름에서는 불가능한 조건입니다. 동일한 임무에 대해 역류 교환기에는 다음이 필요합니다. 표면적이 현저히 적음 또는 동일한 물리적 봉투 내에서 더 큰 열 회수를 달성합니다.

역류는 거의 모든 물 대 물 응용 분야에서 선호되는 배열입니다. 입구에서의 열충격을 제한해야 하는 경우 또는 입구 지점에서 더 낮은 최고 온도 차이가 프로세스에 특히 도움이 되는 경우 평행 흐름이 가끔 사용됩니다.

부식성 및 고순도 물 회로를 위한 재료 선택

표준 구리 튜브 및 탄소강 쉘 구조는 처리된 물을 사용하는 폐쇄형 냉각수 루프에 적합하지만 다양한 산업 응용 분야에서는 부식성, 고순도 또는 화학적으로 공격적인 물 흐름을 처리하기 위한 대체 재료가 필요합니다.

티타늄 플레이트 또는 튜브 해수 냉각 회로, 담수화 플랜트 열 회수 및 해양 응용 분야에 사용됩니다. 염화물에 의한 공식 부식에 대한 티타늄의 저항성은 실제 열교환기 재료 중에서 비교할 수 없을 정도로 뛰어나며, 최대 약 315°C의 온도에서도 이 저항성을 유지합니다. 스테인리스강에 비해 비용 프리미엄은 상당하지만(일반적으로 3~5배) 스테인리스강 등급이 몇 달 내에 실패하는 공격적인 염분 환경에서의 사용 수명으로 인해 정당화됩니다.

316L 스테인레스 스틸 보통의 염화물 수준을 갖는 공정수, 위생적인 구성이 필요한 식품 및 음료 냉각 회로, 제약 순수 시스템 등 약간 부식성이 있는 응용 분야의 대부분을 포괄합니다. 수동 산화물 층은 우수한 일반 내식성을 제공하지만 정체된 고염화물 조건에서는 틈새 부식에 취약합니다.

이중 스테인리스강 (2205, 2507)은 염화물 함유 물의 응력 부식 균열에 대한 탁월한 저항성과 함께 316L의 약 2배에 달하는 항복 강도를 제공하므로 기수 및 중간 염분 냉각 응용 분야에서 티타늄을 대체할 비용 효과적인 대안이 됩니다. 우리의 물 열교환기 제품 라인에는 구리 브레이징, 스테인레스 스틸 및 티타늄 플레이트 옵션이 포함되며 고객이 제공한 프로젝트별 수질 화학 분석에 따라 재료 선택이 안내됩니다.