Jak fungují trubkové výměníky tepla a jejich oblasti použití
Sortiment trubkových výměníků tepla je velmi široký. Začíná se malými výměníky tepla z nerezavějící oceli s několika desítkami trubek pro potravinářský průmysl a nekončí ani velkými výměníky, jako jsou parogenerátory v jaderném průmyslu, kde dokážeme napočítat více než 10 000 trubek na jednu desku. Co je to trubkový výměník tepla? Jaké jsou výhody a nevýhody a na jaké typy aplikací se používají? Na všechny tyto otázky vám poskytneme odpovědi v tomto článku!
Jak funguje trubkový výměník tepla
Trubkový výměník je typ výměníku tepla s trubkami uloženými v plášti. Je to velmi běžné zařízení v průmyslových odvětvích, kde se zaměřuje na rekuperaci tepla z plynu nebo kapalin. Princip plášťového a trubkového výměníku tepla je založen na svazku trubek, které jsou uspořádány vertikálně nebo horizontálně uvnitř takzvaného pláště. Výměník tepla funguje na principu výměny tepla mezi dvěma médii. Jedním je „zahřátí“ a druhým „ohřívané“ médium. Kapaliny mohou být různého charakteru a trubkový výměník lze použít pro výměnu plyn/plyn, kapalina/kapalina, kapalina/plyn atd.
Na trhu jsou různé kategorie plášťových a trubkových výměníků tepla, z nichž každý je navržen pro specifickou aplikaci:
- Kondenzátor: V této konfiguraci je účelem výměníku umožnit přeměnu plynu na kapalinu. Úkolem výměníku, jak naznačuje jeho název, je kondenzovat páru na studeném povrchu. Kondenzátor je tedy chladící systém, který umožňuje výměnu tepla mezi chladivem a vnějším médiem, zajišťuje změnu skupenství tekutiny při konstantním tlaku a následně její přehřátí, jakož i podchlazení. Tímto způsobem kapalina opouští kondenzátor v kapalném stavu už ne jako plyn.
- Chladič: Úkolem výměníku je chladit kapalinu.
- Kotel: Hlavním účelem tohoto procesu je částečné odpaření dna destilačních kolon. Směs kapalin nebo směs kapalin a pevných látek se odpařuje. Tento proces se používá také k vytápění.
- Ohřívač: Schopný pracovat v extrémních podmínkách, účelem ohřívače v průmyslu je ohřívat objem kapaliny nebo plynů.
- Výparník: Jeho účelem je koncentrovat roztok díky energii pro uskutečnění změny skupenství z kapalné fáze do plynné fáze.
- Krystalizátor: V této poslední konfiguraci výměník umožní izolovat produkt a získat jej z roztoku v tuhé formě.
Dimenzování plášťového a trubkového výměníku tepla
Prvním krokem v procesu dimenzování je výběr nejvhodnější technologie pro zákazníka. To zahrnuje zvážení role, kterou bude výměník hrát v průmyslu, jeho umístění, typ média, tlaky a teploty.
Po stanovení těchto rozměrů je třeba určit tepelný výkon plášťového a trubkového výměníku a vypočítat potřebnou teplosměnnou plochu.
Jako další krok je důležité změřit tolerovatelný pokles tlaku. j. ztrátu energie, kterou prochází pohybující se médium.
Když jsou připraveny konstrukční plány, je trubkový výměník tepla připraven k výrobě. Trubkové výměníky tepla jsou vyrobeny z nerezavějící oceli, slitiny niklu.
Výhody a nevýhody trubkových výměníků tepla
Za prvé, trubkový výměník je mimořádně robustní a spolehlivý. Jedná se o průmyslové zařízení vyrobené z nerezavějící oceli, takže odolá vysokým tlakům a extrémním teplotám. Tento výměník může pracovat s různými typy kapalin a může být přizpůsoben různým aplikacím.
Přestože má trubkový výměník mnoho výhod, jedná se o rozměrné zařízení, a proto je nezbytné myslet na prostor, který zabere. Ve skutečnosti mohou trubkové výměníky někdy měřit i několik desítek metrů.
Kromě toho je třeba vzít v úvahu riziko usazenin materiálu ve výměníku, jakož i skutečnost, že kontrola není jednoduchá. Mnoho plášťových a trubkových výměníků je vyrobeno z velkých trubek, které musí být zcela odstraněny ze zařízení, aby se výměník mohl vyčistit.
Spojení mezi svazkem trubek, tedy každou trubkou, a trubkovnicí může být individuální podle typu výměníku. V mnoha případech jsou pouze válcované, což znamená, že k navíjení trubky do otvoru v trubkovnici se používá stroj. V některých případech, kde je nutná vysoká odolnost proti zatížení, jsou trubky přivařeny na tupo k desce a poté válcovány.Zaměřujeme se především na trubkové výměníky z nerezavějící oceli, titanu nebo jiných slitin, protože pro ocelové výměníky není proces svařování TIG vždy nejvhodnější.
Oblasti použití trubkových výměníků
Plášťové a trubkové výměníky tepla jsou zařízení přizpůsobená všem průmyslovým odvětvím, jako jsou chemický, petrochemický, farmaceutický, potravinářský průmysl, cukrovary, lihovary nebo energetika.
Svět trubkových výměníků tepla zahrnuje široké spektrum. Je proto životně důležité vybrat ten správný podle konkrétní aplikace a technologie, která je pro uživatele nejvhodnější.
Zajímáte-li se o trubkové výměníky tepla nebo o témata jako orbitální svařování, orbitální řezání, kontaktujte nás a my Vám poradíme a doporučíme ty nejlepší produkty značky AXXAIR. Kontaktujte nás na tel. čísle: +420 601 222 558 nebo pište na: info@antprofitools.cz.
