플레이트 코일 열 교환기

• 사용자 정의: 사용자 정의
• 인증: CE, ISO, RoHS 준수
• 단면 형상: 광장
• 자료: 스테인리스 강
• 운송 패키지: Wooden Case
• 사양: Stainless Steel
• 모델 번호.: 304/316/Titanium /254 SMO/Alloy C-276
• 등록상표: DGXT OR OEM
• 원산지: 중국
• 세관코드: 84195000
• 생산 능력: 100000pieces/Year

제품 설명

                                   플레이트 코일 열 교환기

 

 소개

열교환기는 서로 다른 온도에서 두 유체 간에 에너지를 전달하는 데 사용되는 장치입니다. 시스템 내에 이미 있는 에너지가 펌핑되어 낭비되는 것이 아니라 공정의 다른 부분으로 전달될 수 있기 때문에 에너지 효율이 향상됩니다. 지속 가능성의 새로운 시대에 에너지를 절약하고 전반적인 환경 영향을 줄이는 것이 급박하게 되면서 열 효율이 더 높은 열교환기를 사용하는 것이 더욱 중요해졌습니다. 이 새로운 시나리오에서는 판형 열교환기가 중요한 역할을 할 수 있습니다.

판형 열교환기는 일련의 얇은 판을 사용하여 두 유체 간에 열을 전달하는 소형 유형의 열 교환기입니다. PHE의 네 가지 주요 유형은 가스켓, 브레이징, 용접 및 반용접입니다. 플레이트와 프레임 또는 가스켓 판형 열교환기는 기본적으로 얇은 직사각형 플레이트 팩이 개스킷으로 모서리 주위를 밀폐하고 프레임에 함께 고정됩니다. 판형 열교환기는 1923년에 우유 저온살균 용도로 처음 도입되었지만 현재 화학, 석유, HVAC, 냉동, 낙농과 같은 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 제약, 음료, 액체 식품 및 의료 부문 이는 유연한 열 설계(열판을 추가하거나 제거하여 다른 열 듀티 또는 처리 요구 사항을 충족), 세척의 용이성과 같이 엄격한 위생 상태 유지, 온도 조절(초저온 적용 시 필요), 열 전달 성능 개선 등의 PHE의 고유한 장점 때문입니다.
 

제품 매개변수

 

모델	골판 각도	중심 거리	크기	골판 깊이	DN	클리트	splint 크기 (W * H)
RX0.08	120°	416 * 86	497 * 168	3.0	50내부	20mm	235 * 525
M6-0.15	126°	496 * 140	604 * 250	3.0	DN50/DN65	25mm	342 * 694
RX0.16	120	565 * 155	665 * 248개	3.6	DN40/DN50	25mm	320 * 710
M6-1-0.19	126°	639 * 140	750 * 250	3.0	DN50/DN65	25mm	342 * 842
M6-2-0.25	126°	886 * 140	1000 * 250	3.0	DN50/DN65	25mm	380 * 1104
M6-2-0.25-SH	126	886 * 140	1000 * 250	2	DN50/DN65	25mm	380 * 1104
RX0.3	120	875 * 180	1000 * 303	3.6	DN65	30mm	400 * 1074
RX1001-0.33	120°	716 * 223	875 * 375	3.7	DN80-DN100	30mm	490 * 1126
RX1002 - 0.46	1200	1058 * 223	1219 * 375	3.7	DN80-DN100	30mm	500 * 1478
M10-S-0.33	57° 121°	720 * 223	875 * 375	4.0	DN80-DN100	30mm	490 * 1126
M10-L-0.45	57° 121	1047 * 223	1205 * 375	4.0	DN80-DN100	30mm	500 * 1478
RX1502 - 0.61	120°	1000 * 290	1219 * 500	3.7	DN125-DN150	35mm	610 * 1488
RX1503 - 0.75	120°	1280 * 290	1500 * 500	3.7	DN125-DN150	35mm	610 * 1769
M15MD1-0.45	61° 123°	698 * 298	906 * 500	4.0	DN125-DN150	35mm	610 * 1153
M15MD2-0.55	61° 123°	897 * 298	1105 * 500	4.0	DN125-DN150	35mm	610 * 1352
M15MD3-0.70	61° 123	1195 * 298	1403 * 500	4.0	DN125-DN150	35mm	500 * 1647
M15M-0.75	61° 123°	1294 * 298	1502 * 500	4.0	DN125-DN150	35mm	610 * 1746
M15BD-0.61	70° 130°	1012 * 298.5	1220 * 500	2.6	DN125-DN150	35mm	610 * 1448
M15B-0.75	70° 130°	1294 * 298.5	1502 * 500	2.6	DN125-DN150	35mm	610 * 1746
모델	골판 각도	중심 거리	크기	골판 깊이	DN	클리트	splint 크기 (W * H)
RX2001-0.75	120	970 * 345	1234 * 610	3.7	DN200	40mm	735 * 1576
RX2002 - 1.08	120°	1515 * 345	1778 * 610	3.7	DN200	40mm	735 * 2126
M20MD-0.94	49132°	1229 * 353	1500 * 625	4.0	DN200	40mm	736 * 1764
M20M-1.1	49132°	1479 * 353	1750 * 625	4.0	DN200	40mm	736 * 1994
T20BD-0.96	70° 126.5°	1267.5 * 353	1540 * 625	2.0	DN200	40mm	756 * 1744
T20B-1.1	70° 126.5°	1478 * 353	1750 * 625	2.0	DN200	40mm	756 * 1994
RX2501 - 1.06	120°	1096 * 436	1415 * 750	3.7	DN250	45mm	870 * 1765
RX2502 - 1.33	120°	1451 * 436	1772 * 750	3.7	DN250	45mm	870 * 1260
MX25D1-1.0	56120.5°	1013 * 439	2252 * 750	4.0	DN250	45mm
MX25D2-1.34	56120.5	1476 * 439	1789 * 750	4.0	DN250	45mm
MX25M-1.69	56120.5°	1939 * 439	1326 * 750	4.0	DN250	50mm
MX25B-1.69	127.5	1939 * 439	2252 * 750	2.6	DN250	50mm
RX3002-1.55	120°	1385 * 480	1772 * 868	3.7	DN300	55mm	1062 * 2132
M30A-1.5	67° 127°	1085 * 596	1493 * 1000	3.4	DN300-DN350	60mm	1129 * 1860
M30B-1.86	67°127	1446 * 596	1854 * 1000	3.4	DN300-DN350	65mm	1129 * 2200
M30C-2.3	67127°	1842 * 596	2250 * 1000	3.4	DN300-DN350	70mm	1129 * 2600
TL35S-2.57	128	2178 * 578	2591 * 991	7.5	DN300-DN350	80mm	3000 * 1200
T45A-2.6	60° 118°	1528 * 720	2060 * 1250	4.0	DN400-DN450	80mm	1430 * 2440
T45B-3.2	60118°	1998 * 720	2530 * 1250	4.0	DN400-DN450	90mm	1420 * 2970

기계적 특성

PHE는 포트홀을 통해 두 유체 흐름을 통해 열이 전달되는 얇은 직사각형 평판 팩으로 구성됩니다. 다른 구성 요소는 플레이트 팩을 압축하기 위한 프레임 플레이트(고정 플레이트), 압력 플레이트(이동식 플레이트), 상부 및 하부 바 및 나사입니다. 개별 판형 열교환기는 최대 700개의 플레이트를 수용할 수 있습니다. 플레이트 패키지가 압축되면 플레이트 모서리의 구멍이 연속 터널이나 매니폴드를 형성하며, 이 구멍을 통해 유체가 플레이트 팩을 통과하고 장비를 빠져나갑니다. 얇은 열 교환기 플레이트 사이의 공간은 좁은 통로를 형성하며, 이 채널은 뜨거운 유체와 차가운 유체에 의해 번갈아 통과되며 열 전달에 대한 저항이 거의 없습니다.

열판과 개스킷

PHE에서 가장 중요하고 가장 비싼 부분은 작업에 따라 금속, 금속 합금 또는 특수 흑연 재료로 만들어진 열판입니다. 스테인리스 스틸, 티타늄, 니켈, 알루미늄, 부표형, 하스텔로이, 단넬, 탄탈룸은 산업 분야에서 흔히 볼 수 있는 몇 가지 예입니다. 평탄한 평판일 수 있지만 대부분의 응용 분야에서 장비의 열유압 성능에 강한 영향을 미치는 고도가 있습니다. 대부분의 현대 PHE에서는 쉐브론 플레이트 유형을 사용하지만, 주요 플레이트 유형은 다음과 같습니다. 인접한 플레이트 사이에 형성된 채널은 유체에 소용돌이 동작을 합니다. 접시를 조이면 장비 지지용 접점의 수가 많이 접촉하도록 접시의 각도가 인접한 시트에서 반대로 바뀝니다. 플레이트의 씰링은 끝단에 장착된 개스킷을 통해 이루어집니다. 개스킷은 일반적으로 금형 엘라스토머로, 유체 호환성 및 온도 및 압력 조건에 따라 선택됩니다. 플레이트 사이의 개스킷 배열에 따라 다중 패스 배열을 구현할 수 있습니다. 부틸 또는 니트릴 고무는 개스킷 제조에 일반적으로 사용되는 소재입니다.

 

설계 특징

이 섹션에서는 쉘-튜브 열교환기에 비해 PHE의 주요 장단점에 대해 설명합니다.

장점

유연성: 간단한 분해 과정을 통해 간단히 플레이트를 추가 또는 제거하거나 패스 수를 재배열하여 PHE를 새로운 공정 요구 사항에 맞게 변형할 수 있습니다. 또한, 사용 가능한 평판 골기의 다양한 패턴과 동일한 PHE에서 이러한 종류의 조합을 사용할 수 있다는 것은 최적화 절차 중에 다양한 형태의 장비 변형을 테스트할 수 있다는 것을 의미합니다.

 

좋은 온도 조절: 인접한 플레이트 사이에 형성된 좁은 채널로 인해 PHE에 소량의 용액만 들어 있습니다. 따라서 장치는 짧은 지연 시간으로 공정 조건 변화에 빠르게 반응하므로 온도를 쉽게 제어할 수 있습니다. 고온을 피해야 할 경우 이 점이 중요합니다. 또한 채널 모양이 변해 부정체 구역(무반응 공간)과 과열 부위가 발생할 가능성이 줄어듭니다.

낮은 제조 비용: 플레이트가 용접되지 않고 단지 압착되거나 접착되어 있기 때문에 PHE 생산은 상대적으로 저렴할 수 있습니다. 부식 및/또는 화학 반응을 보다 잘 견딜 수 있도록 특수 재료를 사용하여 플레이트를 제조할 수 있습니다.

효율적인 열 전달: 플레이트의 약도와 작은 유압 직경은 난류 흐름을 더욱 효과적으로 형성하여 유체의 열 전달률을 높일 수 있습니다. 따라서 쉘-튜브 열교환기의 경우 50%에 불과하지만 최대 90%의 열을 회수할 수 있습니다.

컴팩트한 크기: PHE의 높은 열 효율성은 설치 공간이 매우 적다는 것을 의미합니다. 같은 열 전달 영역에서 PHE는 쉘-튜브 열교환기에 비해 바닥 공간을 80% 덜 차지하기도 합니다(경우에 따라 10배 더 적기도 함)


 

단점

온도 및 압력 제한: PHE의 중요한 제한 사항은 플레이트 개스킷과 관련이 있습니다. 표준 개스킷이 누출될 수 있으므로 압력과 온도가 각각 25atm와 160°C를 초과하는 경우에는 내약성이 없습니다. 그러나 특수 소재로 만들어진 개스킷은 최대 400°C의 온도를 견딜 수 있으며, 보다 심각한 조건에서 작동하려면 플레이트를 서로 용접하거나 브레이징할 수 있습니다. 이 경우 작동 한계를 높이는 추가적인 이점뿐 아니라, 가스켓의 필요성을 없애므로 부식성 유체를 사용할 수 있습니다. 그러나 PHE는 유연성과 청소의 용이성의 주요 장점을 상실하며 장비의 가격이 더 비싸게 될 것입니다.

고압 강하: 골판판과 그 사이의 작은 유동 공간 때문에 마찰로 인한 압력 강하가 높아 펌핑 비용이 증가합니다. 패스당 경로 수를 늘리고 흐름을 더 많은 채널로 분할하여 압력 강하를 줄일 수 있습니다. 그러면 채널 내의 유동 속도가 감소하므로 마찰 계수가 감소합니다. 그러나 대류 열전달 계수도 감소하여 열 교환기의 효과가 떨어집니다.

위상 변화: 특별한 경우 PHES는 응축 또는 증발 작업에 사용할 수 있지만, 채널 내의 공간이 제한적이고 압력 제한이 있기 때문에 가스 및 증기에는 권장되지 않습니다.

유체의 종류: PHE 내에서 높은 압력 강하 및 유동 분포 문제가 발생하므로 점도가 높거나 섬유 소재가 포함된 유체의 처리는 권장되지 않습니다. 유체와 가스켓 재질 간의 호환성도 고려해야 합니다. 누출의 가능성이 있으므로 인화성이 높은 유체와 유독성 유체를 피해야 합니다.

누출: 금속판 사이의 마찰로 인해 마모되고 찾기 어려운 작은 구멍이 형성될 수 있습니다. 예방 조치로, 플레이트에서 누출이 발생할 경우 오염 위험이 감소하도록 공정 오일을 가압하는 것이 좋습니다.


 

판형 열교환기의 배치

판형 열교환기의 가장 간단한 배치 유형은 두 유체가 하나의 통과만 하는 배열이므로 스트림 방향이 변경되지 않습니다. 이러한 방식을 1-1 단일 패스 배열이라고 하며, 두 가지 유형이 있습니다: 반전류 및 동시. 단일 패스 배치의 장점은 유체 주입구와 배출구를 고정 플레이트에 장착할 수 있기 때문에 파이프 구조를 건드리지 않으면서 정비 및 청소를 위해 장비를 쉽게 열 수 있다는 것입니다. 이 디자인은 U-arrangement로 알려진 가장 널리 사용되는 단일 패스 디자인입니다. 또한 단일 패스 Z-정렬로 양쪽 엔드 플레이트를 통해 유체의 입력과 출력이 가능합니다


 

 판형 열교환기의 설계

판형 열교환기의 설계를 위한 기본 수식

PHE 설계에 적용된 방법은 관형 열 교환기 설계와 동일합니다. 현재 장에 제공된 수식은 대부분의 산업 응용 프로그램에서 사용되는 쉐브론 유형 플레이트에 적합합니다.

갈매기형 수장 판의 변수

 갈매기형 수장 판의 주요 치수는 그림 14에 나와 있습니다. 골지각 (β)은 일반적으로 25° ~ 65°의 극단 사이에서 변하며 채널의 압력 강하 및 열 전달에 크게 영향을 줍니다.

판형 열교환기의 압력 강하

압력 강하는 판형 열교환기의 설계 및 최적화에 고려해야 하는 중요한 요소입니다. 어떤 프로세스든 사용 가능한 펌핑 파워에 따라 공차 범위를 설정하고 설계 값에 최대한 가깝게 유지해야 합니다. PHE에서 압력 강하는 세 가지 기여의 합계입니다.

1. 골판 채널을 통한 압력 강하

2. 고도 변화로 인한 압력 강하(중력으로 인해)

3. 분배 덕트와 관련된 압력 강하

매니폴드 및 포트의 압력 강하는 에너지 낭비이며 열 전달 프로세스에 영향을 미치지 않으며 채널의 흐름 분포의 균일성을 저하시할 수 있으므로 가능한 낮게 유지해야 합니다. 이 손실을 사용 가능한 압력 강하의 10% 이하로 유지하는 것이 좋습니다. 하지만 경우에 따라 30%를 초과할 수 있습니다  

 결론

이 장에서는 판형 열교환기의 설계 및 최적화를 위한 두 가지 모델의 개발을 소개하였습니다. 두 수학적 모델 모두 열 교환기 설계 시뮬레이션을 수행하는 데 사용되었습니다. 이 방법에서는 다중 패스 PHE를 단일 패스 PHES 어셈블리로 구성된 배열로 줄일 수 있다는 개념을 기반으로 차등 수식과 폐쇄형 수식을 사용합니다.

사례 연구로서 문헌에서 얻은 예를 사용했습니다. 최적의 세트는 두 접근 방식 모두 동일했으며 효과성 가치 간에 합의를 도출했습니다. 대수 방정식을 사용하는 모델은 PHEs에 적용 가능한 범위만 제한되며, 이는 최종 채널과 인접 경로 사이의 채널에 영향을 받지 않을 정도로 충분히 큽니다. 그러나 산업 HES는 일반적으로 40개 이상의 열판을 보유하고 있습니다. 이 모델을 사용할 때의 주요 이점은 각 설정에 대해 특정 폐쇄형 폼 수식을 파생시키지 않고도 모든 설정에 적용할 수 있다는 것입니다. 그러나 두 번째 접근 방식과는 달리 매우 복잡한 시뮬레이션 알고리즘 구현이 단점이라는 단점이 있습니다.