Bir ısı eşanjörü, farklı sıcaklıklardaki iki veya daha fazla sıvı arasında ısı transfer eden enerji tasarruflu bir cihazdır. Geniş alanlı ısıtma için bir ısı eşanjörünün varlığı şarttır.
Isı eşanjörünün ısı transfer yöntemine göre, ısı eşanjörü üç kategoriye ayrılabilir:
Hibrit ısı eşanjörü olarak da adlandırılan doğrudan temaslı ısı eşanjörü, sıcak ve soğuk akışkanların doğrudan temas halinde olduğu ve ısı alışverişinde bulunduğu bir cihazdır. Genellikle, doğrudan temas halindeki iki sıvı gaz ve daha düşük buharlaşma basıncına sahip sıvıdır;
Enerji depolamalı ısı eşanjörünün çalışma prensibi, katı maddelerin ısıl iletkenliğini kullanmaktır. Spesifik olarak, ısı ortamı önce katı maddeyi belirli bir sıcaklığa kadar ısıtır ve daha sonra soğuk ortam katı maddeden ısı alır. Bu işlem sayesinde ısı transferi gerçekleştirilebilir. ;
Bölme duvarlı ısı eşanjörü ayrıca aracının ısı iletimini kullanır ve soğuk ve sıcak ortam katı bir bölme duvarıyla ayrılır ve bölme duvarından ısı alışverişi yapar. Isıtma işletmeleri için bölme duvarlı ısı eşanjörleri en yaygın kullanılanlardır. Farklı yapılarına göre borulu eşanjörler, plakalı eşanjörler ve ısı borulu eşanjörler olarak da ayrılabilir.
1
Kabuk ve borulu ısı eşanjörü
Kabuk ve borulu ısı eşanjörleri ayrıca kabuk ve borulu ısı eşanjörleri olarak da adlandırılır. Isı transfer yüzeyi olarak kabuk içine alınmış boru demetinin duvarını kullanan bölmeli bir duvar ısı eşanjörüdür. Bu tür bir ısı eşanjörü, nispeten basit bir yapıya ve güvenilir bir çalışmaya sahiptir. Çeşitli yapısal malzemelerden (çoğunlukla metal malzemeler) yapılabilir ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında kullanılabilir. Şu anda en yaygın kullanılan türdür.
Kabuk ve borulu ısı eşanjörü
Kabul edilen kompanzasyon önlemlerine göre, gövde borulu ısı eşanjörleri dört türe ayrılabilir: sabit borulu levha ısı eşanjörleri, yüzer başlıklı ısı eşanjörleri, U borulu ısı eşanjörleri ve salmastra kutulu ısı eşanjörleri.
2
Sabit Borulu Sac Eşanjör
Sabit borulu levha ısı eşanjörü, bir tür kabuk ve borulu ısı eşanjörüdür. Sabit borulu levha ısı eşanjörünün her iki ucundaki boru levhaları, kabuğa kaynakla bağlanır ve esas olarak kabuk, boru levhası, boru demeti, üst kapak (kafa) ve diğer bileşenlerden oluşur.
Sabit Borulu Sac Eşanjör
Sabit borulu levha ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Basit yapı;
◆Aynı gövde çapında, boru sayısı en fazla ve bypass en azdır;
◆Her ısı değişim borusu değiştirilebilir ve borunun içinin temizlenmesi kolaydır.
Sabit borulu levha ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Kabuk tarafı mekanik olarak temizlenemez;
◆Isı eşanjör borusu ve kabuk arasındaki sıcaklık farkı büyük olduğunda (50 dereceden fazla), sıcaklık farkı gerilimi oluşacaktır. Çözüm, kabuğa bir genleşme derzi takmaktır, bu nedenle, genleşme bağlantısının gücünün sınırlandırılması nedeniyle kabuk tarafındaki basınç çok yüksek olamaz;
◆Yalnızca sıvının temiz olduğu ve ölçeklenmesinin kolay olmadığı ve iki sıvı arasındaki sıcaklık farkının küçük veya sıcaklık farkının büyük olduğu ancak kabuk tarafı basıncının yüksek olmadığı çalışma ortamları için uygundur.
3
yüzer kafa ısı eşanjörü
Yüzer kafalı ısı eşanjörü, bir tür borulu ısı eşanjörüdür. Kabuğa bağlı olmayan ve eksenel yönde serbestçe yüzebilen tüp plakasının bir ucuna sahiptir. Aynı zamanda yüzer kafa olarak da adlandırılır. Yüzer kafa, yüzer bir boru plakası, bir kanca halkası ve ayrılabilir bir bağlantı olan yüzer bir kafa uç kapağından oluşur ve boru demeti kabuktan çekilebilir.
yüzer kafa ısı eşanjörü
Yüzer kafalı ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Isı eşanjör tüpü ile kabuk arasında bir sıcaklık farkı varsa, yani kabuk veya ısı eşanjör tüpü genişlediğinde, sıcaklık farkı stresi olmayacaktır;
◆Tüp demeti, boruların içini ve arasını temizlemek için uygun olan mahfazadan dışarı çekilebilir.
Yüzer kafalı ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Karmaşık yapı, büyük miktarda malzeme ve yüksek maliyet;
◆Yüzer kafa kapağı ile yüzen boru tabakası arasındaki conta sıkı değilse, iç sızıntı meydana gelir ve bu da iki ortamın karışmasına neden olur.
4
U borulu ısı eşanjörü
U şeklindeki borulu ısı eşanjörü, boru levhalarından, kabuklardan, boru demetlerinden ve diğer bileşenlerden oluşan bir tür kabuk ve borulu ısı değiştiricidir. U borulu ısı eşanjörünün her borusu U şeklinde bükülür ve sırasıyla giriş ve çıkış aynı boru levhasının her iki tarafına monte edilir. Kafa, bir bölmeyle iki bölmeye bölünmüştür, böylece her bir tüp serbestçe genişleyebilir ve büzülebilir. , diğer borular ve muhafazalardan bağımsız olarak.
U borulu ısı eşanjörü
U borulu ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Tüp demeti, sıcaklık farkının stresini dikkate almadan serbestçe yüzebilir ve büyük sıcaklık farkı olan durumlarda kullanılabilir;
◆Yalnızca bir boru plakasına, daha az flanşa, daha az sızıntı noktasına ve basit yapıya sahiptir;
◆U-biçimli borulu ısı eşanjörü işletimde güvenilirdir ve maliyeti düşüktür.
U borulu ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Tüpün içini temizlemek zordur. Borunun belirli bir bükülme yarıçapına sahip olması gerektiğinden, boru levhasının kullanım oranı düşüktür;
◆Tüp demetinin en içteki tabakasındaki borular arasındaki mesafe büyüktür ve kabuk tarafının kısa devre yapması kolaydır. Borudaki akış hızı çok yüksek olduğunda, U şeklindeki dirsek boru bölümünde ciddi aşınmaya neden olur ve hizmet ömrünü etkiler;
◆İç lastik hasar görmüşse değiştirilemez, dolayısıyla ıskarta oranı yüksektir.
5
Sprey ısı eşanjörü
Püskürtme ısı eşanjörü, çelik çerçeve üzerindeki ısı eşanjör borularını sıralar halinde sabitleyen, sıcak sıvı boruların içinde akan ve soğutma suyunu üst püskürtme cihazından eşit şekilde dökülen bir tür borulu ısı eşanjörüdür. Sprey soğutucu olarak da adlandırılır. Püskürtme ısı eşanjörünün tüpünün dışı, yüksek derecede türbülansa sahip bir sıvı film tabakasıdır ve tüpün dışındaki ısı transfer katsayısı, daldırılmış ısı eşanjörününkinden çok daha büyüktür. Ek olarak, sprey ısı eşanjörü çoğunlukla havanın dolaştığı yere yerleştirilir ve soğutma suyunun buharlaşması da ısının bir kısmını alır, bu da soğutma suyunun sıcaklığını azaltabilir ve ısı transferinin itici gücünü artırabilir. . Daldırma ısı eşanjörüne kıyasla, sprey ısı eşanjörünün ısı transfer etkisi büyük ölçüde iyileştirilmiştir.
Sprey ısı eşanjörü
Sprey ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Basit yapı ve düşük maliyet;
◆Soğutma suyunun sıcaklığını azaltabilir ve ısı transferinin itici gücünü artırabilir;
◆Yüksek basınca dayanabilir;
◆Bakımı ve temizliği kolay, düşük su kalitesi gereksinimleri.
Sprey ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Soğutma suyunun eşit olmayan şekilde püskürtülmesi ısı transfer etkisini etkiler;
◆Sadece dış mekana kurulabilir.
6
Tüp ısı eşanjörü
Gövde ısı eşanjörü, farklı boyutlarda iki standart boru ile birbirine bağlanan eşmerkezli dairesel bir kasa olan bir tür borulu ısı eşanjörüdür. Dış tarafa kabuk tarafı, iç tarafa boru tarafı denir. Isı alışverişinin etkisini elde etmek için, kabuk tarafında ve boru tarafında iki farklı ortam ters (veya aynı yönde) akabilir. Borulu ısı eşanjörleri genellikle bir kabuktan (bir iç kabuk ve bir dış kabuk dahil), U-şeklinde bir dirsekten, bir salmastra kutusundan ve benzerlerinden oluşur.
Tüp ısı eşanjörü
Gövde ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Basit yapı, yüksek basınca dayanabilir;
◆Isı transfer alanı ihtiyaca göre artırılıp azaltılabilir, bu da uygulamaya elverişlidir.
Gövde ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Borular arasında kolayca sızdırabilen birçok bağlantı vardır;
◆Geniş taban alanı ve birim ısı transfer yüzeyi başına büyük metal tüketimi.
7
Ceketli ısı eşanjörü
Ceketli eşanjör, kabın dış duvarına bir ceket monte edilerek yapılan ve basit bir yapıya sahip olan bir tür plakalı eşanjördür; ancak ısıtma yüzeyi kabın duvarı ile sınırlıdır ve ısı transfer katsayısı yüksek değildir. Isı transfer katsayısını iyileştirmek ve su ısıtıcısındaki sıvıyı eşit şekilde ısıtmak için su ısıtıcısına bir karıştırıcı yerleştirilebilir. Cekete soğutma suyu veya faz değişimi olmayan ısıtma maddesi geçirildiğinde, ceketin bir tarafındaki ısı transfer katsayısını artırmak için cekette spiral bölmeler veya türbülansı artıracak diğer önlemler de ayarlanabilir. Isı transfer yüzeyi eksikliğini gidermek için, su ısıtıcısının içine serpantinler de yerleştirilebilir. Ceketli ısı eşanjörleri, reaksiyon proseslerinin ısıtılması ve soğutulması için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ceketli ısı eşanjörü
Ceketli ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Basit yapı;
◆İşlemesi kolay.
Ceketli ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Küçük ısı transfer alanı ve düşük ısı transfer verimliliği.
8
Spiral plakalı eşanjör
Spiral plakalı ısı eşanjörü, içinde iki eşmerkezli spiral kanal oluşturan iki paralel metal plakadan yapılmış bir tür plakalı ısı eşanjörüdür. Spiral kanalları ayırmak için ısı eşanjörünün ortasına bir bölme yerleştirilir ve kanal aralığını korumak için iki plaka arasına bir mesafe sütunu kaynaklanır.
Spiral plakalı eşanjör
Spiral plakalı ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Yüksek ısı transfer katsayısı;
◆Ölçeklendirmek ve engellemek kolay değil;
◆Isı kaynağını daha düşük sıcaklıkta kullanabilme;
◆Kompakt yapı.
Spiral plakalı ısı eşanjörlerinin dezavantajları şunlardır:
◆Çalışma basıncı ve sıcaklığı çok yüksek olmamalıdır;
◆Onu elden geçirmek kolay değildir.
9
ısı borulu ısı eşanjörü
Isı borusu, yoğuşmayan gazı uzaklaştıran kapalı bir metal boruya belirli bir miktarda çalışma sıvısının doldurulmasıyla oluşturulur. Çalışma sıvısı sıcak uçta ısıyı emer ve kaynar ve buharlaşır. Üretilen buhar, gizli ısıyı yoğunlaştırmak ve serbest bırakmak için soğuk uca akar. Yoğuşma sıcak uca geri döner ve tekrar kaynar ve buharlaşır. Bu döngü tekrarlanır ve ısı sürekli olarak sıcak uçtan soğuk uca aktarılır.
ısı borulu ısı eşanjörü
Isı borulu ısı eşanjörlerinin avantajları şunlardır:
◆Basit yapı, uzun hizmet ömrü ve güvenilir çalışma;
◆Son derece yüksek termal iletkenlik ve iyi izotermal özellik;
◆Soğuk ve sıcak tarafların her iki tarafındaki ısı transfer alanı keyfi olarak değiştirilebilir, ısıyı uzun bir mesafeye aktarabilir ve sıcaklığı kontrol edebilir.
Dezavantajları:
◆Zayıf oksidasyon direnci ve yüksek sıcaklık direnci.
Isı eşanjörünün kullanımı için önlemler:
◆Boru ağını temiz tutun. İşe başlamadan önce veya iş bittikten sonra, ısı eşanjörünün tıkanmasını önlemek için boru şebekesi temizlenmelidir. Ayrıca dekontaminasyon cihazı ve filtre temizliğine de dikkat edilmeli ki tüm ısı alışverişi işi sorunsuz bir şekilde tamamlanabilsin.
◆Yumuşatılmış suyu kesinlikle kontrol edin. Isıtma ortamını işleme koymadan önce, sistemdeki ve yumuşatma tankındaki su kalitesini kontrol edin ve su kalitesinin uygun olduğunu onayladıktan sonra enjekte edin.
◆ Yeni sistemi test edin. Yeni sistem için eşanjör ile hemen dönüşümlü olarak kullanılamaz, ancak yeni sistemin belirli bir süre içinde çalıştırılması gerekir ve ısı eşanjörü ancak işletme testi tamamlandıktan sonra sisteme dahil edilebilir. Bunun amacı, boru şebekesindeki yabancı maddelerin ısı eşanjörünün iç donanımına zarar vermesini önlemektir.
