Σχηματικό διάγραμμα διαφόρων δομών εναλλάκτη θερμότητας

Ταξινόμηση ανά μέθοδο μεταφοράς θερμότητας: οι εναλλάκτες θερμότητας μπορούν να χωριστούν σε διαμεριστές εναλλάκτες θερμότητας, εναλλάκτες θερμότητας αποθήκευσης θερμότητας, έμμεσους εναλλάκτες θερμότητας συνδεδεμένους με ρευστό, εναλλάκτες θερμότητας άμεσης επαφής και πολλαπλούς εναλλάκτες θερμότητας.

Ταξινόμηση κατά σκοπό: χωρίζεται σε θερμαντήρα, προθερμαντήρα, υπερθερμαντήρα, εξατμιστή.

Ανάλογα με τη δομή, μπορεί να χωριστεί σε: εναλλάκτη θερμότητας με πλωτή κεφαλή, εναλλάκτη θερμότητας με σταθερό φύλλο σωλήνα, εναλλάκτη θερμότητας φύλλου σωλήνα σε σχήμα U, εναλλάκτη θερμότητας πλάκας και ούτω καθεξής.

1. Εναλλάκτης θερμότητας με πλωτή κεφαλή

Πλεονεκτήματα: Εξαλείφει το άγχος της διαφοράς θερμοκρασίας, μπορεί να λειτουργήσει υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, γενικά η θερμοκρασία είναι μικρότερη ή ίση με 450 μοίρες, η πίεση είναι μικρότερη ή ίση με 6.4 MPa. Η δέσμη του σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας μπορεί να εξαχθεί για καθαρισμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις που είναι επιρρεπείς σε κλιμάκωση ή όπου ο σωλήνας είναι επιρρεπής σε διάβρωση.

Μειονεκτήματα: Η δομή είναι περίπλοκη και η μικρή πλωτή κεφαλή είναι επιρρεπής σε εσωτερική διαρροή. Η κατανάλωση μεταλλικών υλικών είναι μεγάλη και το κόστος είναι περίπου 20% υψηλότερο από αυτό των συνηθισμένων εναλλάκτων θερμότητας.

2. Σωληνωτός εναλλάκτης θερμότητας

Πλεονεκτήματα: απλή και συμπαγής δομή, χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: Το εξωτερικό του σωλήνα δεν μπορεί να καθαριστεί μηχανικά και υπάρχει μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του τοιχώματος του σωλήνα και του τοιχώματος του κελύφους.

3. Εναλλάκτης θερμότητας σωλήνα U

Πλεονεκτήματα: η δέσμη σωλήνων μπορεί να επεκταθεί και να συσπαστεί ελεύθερα, δεν υπάρχει θερμική καταπόνηση μεταξύ του σωλήνα και του κελύφους, το πέρασμα του σωλήνα είναι διπλό πέρασμα σωλήνα, η διαδικασία είναι μακρά, η επίδραση ανταλλαγής θερμότητας είναι καλή και η φέρουσα ικανότητα πίεσης είναι δυνατό; η δέσμη σωλήνων μπορεί να βγει από το κέλυφος, το οποίο είναι βολικό για συντήρηση και καθαρισμό και έχει απλή δομή και χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: άβολος καθαρισμός στο σωλήνα, δύσκολο να αντικατασταθούν οι σωλήνες στη μέση της δέσμης σωλήνων, η κατανομή των σωλήνων δεν είναι αρκετά συμπαγής, το υγρό από το κέλυφος είναι εύκολο να βραχυκυκλωθεί και επηρεάζει τη μεταφορά θερμότητας από την πλευρά του κελύφους και Ο σωλήνας θα λυγίσει και θα αραιώσει, οπότε το ευθύ τμήμα του σωλήνα χρειάζεται ένα παχύτερο σωλήνα, το οποίο τον περιορίζει. Ο εναλλάκτης θερμότητας είναι κατάλληλος μόνο για τις περιπτώσεις όπου η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σωλήνα και της πλευράς του κελύφους είναι μεγάλη ή το μέσο της πλευράς του κελύφους είναι εύκολο να η κλίμακα και το μέσο του σωλήνα είναι καθαρό, υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και ισχυρή διαβρωτικότητα.

4. Εναλλάκτης θερμότητας πηνίου βύθισης

Με τον ερπετινικό σωλήνα ως στοιχείο μεταφοράς θερμότητας, σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους ψύξης του ρευστού έξω από τον σωλήνα, ο σερπεντίνιος εναλλάκτης θερμότητας χωρίζεται σε τύπο εμβάπτισης και σε τύπο ψεκασμού.

Πλεονεκτήματα: απλή δομή, βολική κατασκευή, εγκατάσταση, καθαρισμός, επιθεώρηση και συντήρηση, βολικό για προστασία από τη διάβρωση, έδρανο υψηλής πίεσης, χαμηλό κόστος, ιδιαίτερα κατάλληλο για ψύξη και συμπύκνωση υγρών υψηλής πίεσης.

Μειονεκτήματα: ο εξοπλισμός είναι ογκώδης, τα αναλώσιμα είναι μεγάλα και η μονάδα μεταφοράς θερμότητας απαιτεί περισσότερο μέταλλο.

5. Εναλλάκτης θερμότητας τύπου περιβλήματος

Πλεονεκτήματα: μεγάλη περιοχή ανταλλαγής θερμότητας και υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας.

Μειονεκτήματα: ενοχλητική συντήρηση, καθαρισμός και αποσυναρμολόγηση και είναι εύκολο να προκληθεί διαρροή στην αποσπώμενη σύνδεση.

6. Εναλλάκτης θερμότητας με σπειροειδή πλάκα

Πλεονεκτήματα: καλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, σταθερή λειτουργία, πολλές μονάδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν, υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, ισχυρή αξιοπιστία λειτουργίας, χαμηλή αντίσταση κ.λπ.

Μειονεκτήματα: υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα συγκόλλησης, δύσκολη συντήρηση, μεγάλο βάρος, κακή ακαμψία και δύσκολη μεταφορά και εγκατάσταση.

7. Εναλλάκτης θερμότητας με δακτύλιο αντιστάθμισης

Όταν το υγρό ανταλλάσσει θερμότητα υψηλής θερμοκρασίας, η θερμική τάση στην πλευρά του σωλήνα και του κελύφους είναι σχετικά μεγάλη και ο ενισχυτικός δακτύλιος (ή ο σύνδεσμος διαστολής) μπορεί να εξαλείψει τη θερμική καταπόνηση. Ο διαφορετικός βαθμός θερμικής διαστολής του σωλήνα, είναι κατάλληλος για την περίπτωση όπου η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο υγρών δεν είναι μεγαλύτερη από 70 ℃ και η πίεση του ρευστού από το κέλυφος δεν είναι μεγαλύτερη από 600kPa.

8. Εναλλάκτης θερμότητας σωλήνων θερμότητας

Χαρακτηριστικά: Υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, συμπαγής δομή, μικρή απώλεια αντίστασης του υγρού ανταλλαγής θερμότητας, ευέλικτη αλλαγή σχήματος, αντοχή στη διάβρωση και ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα.

9. Εναλλάκτης θερμότητας με επένδυση

Πλεονεκτήματα: απλή δομή, βολική κατασκευή και μεταφορά.

Μειονεκτήματα: Η περιοχή μεταφοράς θερμότητας είναι περιορισμένη και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας δεν είναι υψηλός. Ένας αναδευτήρας ή πηνίο μπορεί να προστεθεί για να αυξήσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας.

10. Εναλλάκτης θερμότητας πλάκας-πτερυγίου

Πλεονεκτήματα: συμπαγής και ελαφριά δομή, υψηλός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, ισχυρή εφαρμογή.

Μειονεκτήματα: υψηλές απαιτήσεις κατασκευής, περίπλοκη διαδικασία, εύκολο μπλοκάρισμα, μη ανθεκτικό στη διάβρωση, δύσκολο να επιθεωρηθούν και να επισκευαστούν, επομένως είναι κατάλληλο μόνο για καθαρισμό υγρών.

Σχηματικό διάγραμμα διαφόρων δομών εναλλάκτη θερμότητας

Ταξινόμηση ανά μέθοδο μεταφοράς θερμότητας: οι εναλλάκτες θερμότητας μπορούν να χωριστούν σε διαμεριστές εναλλάκτες θερμότητας, εναλλάκτες θερμότητας αποθήκευσης θερμότητας, έμμεσους εναλλάκτες θερμότητας συνδεδεμένους με ρευστό, εναλλάκτες θερμότητας άμεσης επαφής και πολλαπλούς εναλλάκτες θερμότητας.

Ταξινόμηση κατά σκοπό: χωρίζεται σε θερμαντήρα, προθερμαντήρα, υπερθερμαντήρα, εξατμιστή.

Ανάλογα με τη δομή, μπορεί να χωριστεί σε: εναλλάκτη θερμότητας με πλωτή κεφαλή, εναλλάκτη θερμότητας με σταθερό φύλλο σωλήνα, εναλλάκτη θερμότητας φύλλου σωλήνα σε σχήμα U, εναλλάκτη θερμότητας πλάκας και ούτω καθεξής.

1. Εναλλάκτης θερμότητας με πλωτή κεφαλή

Πλεονεκτήματα: Εξαλείφει το άγχος της διαφοράς θερμοκρασίας, μπορεί να λειτουργήσει υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, γενικά η θερμοκρασία είναι μικρότερη ή ίση με 450 μοίρες, η πίεση είναι μικρότερη ή ίση με 6.4 MPa. Η δέσμη του σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας μπορεί να εξαχθεί για καθαρισμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις που είναι επιρρεπείς σε κλιμάκωση ή όπου ο σωλήνας είναι επιρρεπής σε διάβρωση.

Μειονεκτήματα: Η δομή είναι περίπλοκη και η μικρή πλωτή κεφαλή είναι επιρρεπής σε εσωτερική διαρροή. Η κατανάλωση μεταλλικών υλικών είναι μεγάλη και το κόστος είναι περίπου 20% υψηλότερο από αυτό των συνηθισμένων εναλλάκτων θερμότητας.

2. Σωληνωτός εναλλάκτης θερμότητας

Πλεονεκτήματα: απλή και συμπαγής δομή, χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: Το εξωτερικό του σωλήνα δεν μπορεί να καθαριστεί μηχανικά και υπάρχει μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του τοιχώματος του σωλήνα και του τοιχώματος του κελύφους.

3. Εναλλάκτης θερμότητας σωλήνα U

Πλεονεκτήματα: η δέσμη σωλήνων μπορεί να επεκταθεί και να συσπαστεί ελεύθερα, δεν υπάρχει θερμική καταπόνηση μεταξύ του σωλήνα και του κελύφους, το πέρασμα του σωλήνα είναι διπλό πέρασμα σωλήνα, η διαδικασία είναι μακρά, η επίδραση ανταλλαγής θερμότητας είναι καλή και η φέρουσα ικανότητα πίεσης είναι δυνατό; η δέσμη σωλήνων μπορεί να βγει από το κέλυφος, το οποίο είναι βολικό για συντήρηση και καθαρισμό και έχει απλή δομή και χαμηλό κόστος.

Μειονεκτήματα: άβολος καθαρισμός στο σωλήνα, δύσκολο να αντικατασταθούν οι σωλήνες στη μέση της δέσμης σωλήνων, η κατανομή των σωλήνων δεν είναι αρκετά συμπαγής, το υγρό από το κέλυφος είναι εύκολο να βραχυκυκλωθεί και επηρεάζει τη μεταφορά θερμότητας από την πλευρά του κελύφους και Ο σωλήνας θα λυγίσει και θα αραιώσει, οπότε το ευθύ τμήμα του σωλήνα χρειάζεται ένα παχύτερο σωλήνα, το οποίο τον περιορίζει. Ο εναλλάκτης θερμότητας είναι κατάλληλος μόνο για τις περιπτώσεις όπου η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σωλήνα και της πλευράς του κελύφους είναι μεγάλη ή το μέσο της πλευράς του κελύφους είναι εύκολο να η κλίμακα και το μέσο του σωλήνα είναι καθαρό, υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και ισχυρή διαβρωτικότητα.

4. Εναλλάκτης θερμότητας πηνίου βύθισης

Με τον ερπετινικό σωλήνα ως στοιχείο μεταφοράς θερμότητας, σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους ψύξης του ρευστού έξω από τον σωλήνα, ο σερπεντίνιος εναλλάκτης θερμότητας χωρίζεται σε τύπο εμβάπτισης και σε τύπο ψεκασμού.

Πλεονεκτήματα: απλή δομή, βολική κατασκευή, εγκατάσταση, καθαρισμός, επιθεώρηση και συντήρηση, βολικό για προστασία από τη διάβρωση, έδρανο υψηλής πίεσης, χαμηλό κόστος, ιδιαίτερα κατάλληλο για ψύξη και συμπύκνωση υγρών υψηλής πίεσης.

Μειονεκτήματα: ο εξοπλισμός είναι ογκώδης, τα αναλώσιμα είναι μεγάλα και η μονάδα μεταφοράς θερμότητας απαιτεί περισσότερο μέταλλο.

5. Εναλλάκτης θερμότητας τύπου περιβλήματος

Πλεονεκτήματα: μεγάλη περιοχή ανταλλαγής θερμότητας και υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας.

Μειονεκτήματα: ενοχλητική συντήρηση, καθαρισμός και αποσυναρμολόγηση και είναι εύκολο να προκληθεί διαρροή στην αποσπώμενη σύνδεση.

6. Εναλλάκτης θερμότητας με σπειροειδή πλάκα

Πλεονεκτήματα: καλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, σταθερή λειτουργία, πολλές μονάδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν, υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, ισχυρή αξιοπιστία λειτουργίας, χαμηλή αντίσταση κ.λπ.

Μειονεκτήματα: υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα συγκόλλησης, δύσκολη συντήρηση, μεγάλο βάρος, κακή ακαμψία και δύσκολη μεταφορά και εγκατάσταση.

7. Εναλλάκτης θερμότητας με δακτύλιο αντιστάθμισης

Όταν το υγρό ανταλλάσσει θερμότητα υψηλής θερμοκρασίας, η θερμική τάση στην πλευρά του σωλήνα και του κελύφους είναι σχετικά μεγάλη και ο ενισχυτικός δακτύλιος (ή ο σύνδεσμος διαστολής) μπορεί να εξαλείψει τη θερμική καταπόνηση. Ο διαφορετικός βαθμός θερμικής διαστολής του σωλήνα, είναι κατάλληλος για την περίπτωση όπου η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο υγρών δεν είναι μεγαλύτερη από 70 ℃ και η πίεση του ρευστού από το κέλυφος δεν είναι μεγαλύτερη από 600kPa.

8. Εναλλάκτης θερμότητας σωλήνων θερμότητας

Χαρακτηριστικά: Υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, συμπαγής δομή, μικρή απώλεια αντίστασης του υγρού ανταλλαγής θερμότητας, ευέλικτη αλλαγή σχήματος, αντοχή στη διάβρωση και ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα.

9. Εναλλάκτης θερμότητας με επένδυση

Πλεονεκτήματα: απλή δομή, βολική κατασκευή και μεταφορά.

Μειονεκτήματα: Η περιοχή μεταφοράς θερμότητας είναι περιορισμένη και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας δεν είναι υψηλός. Ένας αναδευτήρας ή πηνίο μπορεί να προστεθεί για να αυξήσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας.

10. Εναλλάκτης θερμότητας πλάκας-πτερυγίου

Πλεονεκτήματα: συμπαγής και ελαφριά δομή, υψηλός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, ισχυρή εφαρμογή.

Μειονεκτήματα: υψηλές απαιτήσεις κατασκευής, περίπλοκη διαδικασία, εύκολο μπλοκάρισμα, μη ανθεκτικό στη διάβρωση, δύσκολο να επιθεωρηθούν και να επισκευαστούν, επομένως είναι κατάλληλο μόνο για καθαρισμό υγρών.