サンヨシェルとチューブ熱交換器

サンヨチラー用シェル&チューブ熱交換器

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シェルおよびチューブ熱交換器の原理:

シェルおよびチューブ熱交換器は、非常に一般的なアプリケーションを持つ熱交換器の一種です。そのアプリケーションは、熱電、工場や鉱山、石油化学、都市のセントラルヒーティング、食品や医薬品、エネルギーエレクトロニクス、機械や軽工業の分野で見ることができます。シェルおよびチューブ熱交換器は、シェル、熱伝達管束、バッフルプレート(バッフル)とチューブボックスからなるシンプルな構造を有する。チューブ側の流体はチューブボックスヘッドを通過し、バッフルプレートを通してチューブシェル側で分割します。バッフル流体は熱を交換します。

一般的に使用される熱交換器タイプのサンヨチラーは、プレート熱交換器およびシェル&チューブ熱交換器です。

プレート熱交換器とシェル&チューブ熱交換器のメリットとデメリット

利

1. 高熱伝達係数

シェルとチューブの熱交換器の構造は強度の点で非常に良いですが、流体がシェル側に流れるときにバッフルシェルとバッフル熱交換があるので、熱交換の観点からは理想的ではありません。チューブ、チューブは、シェル間のバイパスをバンドルします。これらのバイパスを通過する流体は、熱交換に完全に参加していません。プレート熱交換器ではバイパスがなく、プレートの波形により流体が小さい流量で乱流を発生する可能性があります。したがって、プレート熱交換器は、より高い熱伝達係数を有し、これは一般に、シェル及びチューブ熱交換器の3〜5倍であると考えられる。同じ熱交換作業を完了するには、シェルとチューブの熱交換器をプレート型熱交換器と比較します。プレート熱交換器の熱交換面積は、シェルアンドチューブ熱交換面積の1/3~1/4に過ぎません。

2. 大きな対数平均温度差

シェル&チューブ熱交換器では、2つの流体がそれぞれシェル側とチューブ側に流れ、一般にクロスフローフローモードになります。さらに分析を行うと、シェル側は混合流であり、チューブ側はマルチストリーム流であるため、対数平均温度差は補正係数で補正する必要があります。補正係数は通常小さい。プレート熱交換器の流体の流れは一般に共電流または逆電流であり、その温度差補正係数は一般に0.8より大きく、通常は0.95です。

3. 小さなフットプリント

プレート熱交換器はコンパクトな構造で、単位体積当たりの熱交換面積はシェル&チューブ熱交換器の2~5倍です。シェル&チューブ熱交換器とは異なり、チューブバンドルの抽出用のメンテナンスサイトを予約する必要はありません(設置のために持ち上げられない限り)、メンテナンスのために場所を取り除く必要がありますので、同じ熱交換作業が達成されると、プレート熱交換器の床面積はシェルおよびチューブ熱交換器の床面積の約1/5〜1/10になります。

4. 軽量

プレート熱交換器のプレート厚はわずか0.5mmで、シェル&チューブプレート熱交換器の熱交換管の厚さは2.0〜2.5mmです。シェルとチューブの熱交換器のシェルは、プレート熱交換器のフレームよりもはるかに重いです。同じ熱交換作業を完了した場合、プレート熱交換器で必要とされる熱交換面積は、シェル&チューブ熱交換器のそれよりも小さく、プレート熱交換器は重量が軽く、一般的には、熱交換器の約1/5のシェル&チューブタイプのみであることを意味します。

5. 低価格

1960年代半ば、フランクはシェル&チューブ熱交換器と板熱交換器を各種材料から製造するコストを比較し、熱交換面積あたりのコストと熱交換面積(1セット)の関係曲線を得た。ステンレス鋼を材料として使用すると、プレート熱交換器の価格がシェルやチューブ熱交換器の価格よりも低いという曲線からわかる。

6. 小さな端温度差

シェル・アンド・チューブ熱交換器では、シェル側に流れる流体が熱交換面の周りを交差して流れ、側面流れもあります。プレート熱交換器のプレート熱交換器の冷たい流体と熱い流体の流れは、熱交換面と平行であり、バイパスはありません。これにより、プレート熱交換器の端部の温度差が非常に小さく、水と水の熱交換は1°Cより低く、シェル&チューブ熱交換器は約5°Cです。 これは低温で熱エネルギーを回収するために非常に有益である。

7. 低い汚れ係数

プレート熱交換器のファウリング係数は、シェル&チューブ熱交換器のそれよりもはるかに小さい。その理由は、流体が激しく乱流し、不純物が堆積しにくいためである。プレート間の通路のデッドゾーンは小さいです。ステンレス鋼製の熱交換面は滑らかであり、腐食堆積物はほとんどありません。そしてきれいにするのは簡単です。プレート熱交換器とシェル&チューブ熱交換器のファウリング係数比較を以下の表に示します。

8. マルチメディア熱交換

プレート熱交換器に中央のバッフルがある場合、1つの装置が3つ以上の(複数の中間バッフル)媒体の熱交換を行うことができる。マルチメディア熱交換プレート熱交換器は、乳製品加工によく使用されます。シェル&チューブ熱交換器は、1つのデバイスで複数のメディアの熱交換を実現することはできません。

9. 簡単に清掃

プレート熱交換器の圧縮スタッドを取り外した後、プレートバンドルを緩めたり、機械式洗浄のためにプレートを取り外したりすることができ、機器の頻繁な洗浄を必要とする熱交換プロセスに非常に便利です。

10.熱交換エリアやプロセスの組み合わせを変更するのは簡単です

数枚のプレートを追加(または減らす)限り、増やす(または減少させる)必要がある熱交換面積を達成することができます。プレートの配置を変更するか、必要なプロセスの組み合わせを達成し、新しい熱交換条件に適応するために、いくつかのプレートを交換してください。

不利

1. 作業圧力が2.5MPA以下

プレート熱交換器はガスケットで密閉され、シールの周縁部は非常に長く、角穴の2つのシールの支持が悪く、ガスケットは十分な押し付け力を得ることができないので、プレート熱交換器の現在の最大作動圧は2.5MPAのみである。ベニヤ面積が1の正方形である場合、その働く圧力は2.5MPAより低い。

2. 250°C以下で安定して作業

プレート熱交換器の動作温度は、ガスケットが耐えられる温度によって決まります。ゴム弾性ガスケットを使用する場合、最大動作温度は200°C以下です。圧縮アスベストウールガスケット(Caf)を使用する場合、作業温度は250〜260°Cです。圧縮アスベストウールガスケットの弾性が悪いため、作動圧力はゴム製ガスケットのそれよりも低くなります。

3. チャネルを遮断する媒体の熱交換には適さない

プレート熱交換器のプレート間の通路は非常に狭く、一般的に3〜5mmである。熱交換媒体が大きな固体粒子または繊維状物質を含む場合、プレート間の通過を遮断しやすくなる。この種の熱交換の機会のために、それは入口にフィルターをインストールするか、回生冷却システムを採用することを考慮すべきです。

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