Τι είναι ο ογκομετρικός εναλλάκτης θερμότητας
Ένας ογκομετρικός εναλλάκτης θερμότητας, που περιγράφεται επίσης ως εναλλάκτης θερμότητας θετικής μετατόπισης ή αποθήκευσης, είναι ένα δοχείο πίεσης που συγκρατεί ένα σώμα νερού ή υγρού επεξεργασίας ενώ μια δέσμη σωλήνων μέσα σε αυτό μεταφέρει το μέσο θέρμανσης ή ψύξης. Η θερμότητα περνά μέσα από το τοίχωμα του σωλήνα στον αποθηκευμένο όγκο, έτσι η μονάδα συνδυάζει τη μεταφορά θερμότητας με ένα απόθεμα ζεστού νερού που μπορεί να καλύψει την ξαφνική ζήτηση.
Η δέσμη σωλήνων είναι το λειτουργικό μέρος του εξοπλισμού. Το υλικό του αποφασίζει πόσο γρήγορα κινείται η θερμότητα, πόσο καιρό διαρκεί η μονάδα και ποια χημεία νερού μπορεί να ανεχθεί, και στη μεγάλη πλειονότητα των σχεδίων αυτοί οι σωλήνες είναι κατασκευασμένοι από χαλκό.
Γιατί ο χαλκός είναι το προεπιλεγμένο υλικό σωλήνα
Ο χαλκός συνδυάζει τρεις ιδιότητες που δύσκολα ταιριάζουν με το ίδιο κόστος. Έχει πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα, επομένως μια μέτρια επιφάνεια σωλήνα μεταφέρει μεγάλη ροή θερμότητας και ο εναλλάκτης παραμένει συμπαγής. Αντιστέκεται στη διάβρωση σε ουδέτερο και ήπια επιθετικό νερό και σχηματίζει μια προστατευτική επιφανειακή μεμβράνη αντί να χαλάει ξαφνικά. Και είναι όλκιμο και εύκολο στην εργασία, έτσι οι σωλήνες μπορούν να λυγιστούν στην απαιτούμενη ακτίνα, να επεκταθούν σε φύλλο σωλήνα και να ενωθούν με συγκόλληση ή συγκόλληση χωρίς ρωγμές.
Ο καθαρός χαλκός αντιστέκεται επίσης στη δημιουργία-βιολογικής ρύπανσης καλύτερα από πολλά εναλλακτικά υλικά, γεγονός που διατηρεί την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας καθαρή και διατηρεί την απόδοση με την πάροδο του χρόνου.
Υλικά χαλκού σωλήνων που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις μονάδες
| Βαθμός | Περιγραφή | Εκεί που επιλέγεται |
|---|---|---|
| C12200 | Φώσφορος-αποοξειδωμένος χαλκός, υψηλό υπολειμματικό φώσφορο | Σωλήνας γενικής χρήσης για εργασίες θέρμανσης νερού, ατμού και διεργασιών |
| C12000 | Φώσφορος-αποοξειδωμένος χαλκός, χαμηλό υπολειμματικό φώσφορο | Απαιτείται υψηλότερη αγωγιμότητα ή όπου ο σωλήνας ενώνεται σε ατμόσφαιρες μείωσης |
| C11000 | Ηλεκτρολυτικό σκληρό χαλκό | Χρησιμοποιείται όπου απαιτείται μέγιστη αγωγιμότητα και δεν εμπλέκεται θερμική επεξεργασία με υδρογόνο |
| C70600 και C71500 | Κράματα χαλκού-νικελίου με 10 % και 30 % νικέλιο | Φέρουν χλωριούχα, υφάλμυρο ή θαλασσινό νερό και υψηλότερες ταχύτητες ροής |
Ο σωλήνας χωρίς ραφές είναι η κανονική μορφή προϊόντος, παραγγελθείσα σύμφωνα με το ASTM B111 για σέρβις συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας ή σύμφωνα με το GB/T 1527 για τραβηγμένο σωλήνα χαλκού και κράματος χαλκού και το EN 12449 για στρογγυλό χάλκινο σωλήνα χωρίς ραφή για γενικούς σκοπούς. Το πάχος του τοιχώματος, η ανοχή της διαμέτρου, η ιδιοσυγκρασία, το μέγεθος κόκκων και η καθαριότητα αποτελούν μέρος της προδιαγραφής, επειδή οι σωλήνες διαστέλλονται στο φύλλο σωλήνα και πρέπει να παραμορφώνονται προβλέψιμα χωρίς ρωγμές.
Πώς είναι τακτοποιημένα οι σωλήνες
Οι περισσότεροι ογκομετρικοί εναλλάκτες χρησιμοποιούν είτε μια δέσμη σωλήνων U- είτε μια δέσμη ευθύγραμμου σωλήνα με σταθερά ή αιωρούμενα φύλλα σωλήνων. Σε ένα σχέδιο σωλήνα U-κάθε σωλήνας κάμπτεται σε μεγάλη ακτίνα και τα δύο άκρα στερεώνονται στο ίδιο φύλλο σωλήνα, γεγονός που επιτρέπει την ελεύθερη θερμική διαστολή. Σε ένα σχέδιο ευθύγραμμου σωλήνα, οι σωλήνες διέρχονται από δύο φύλλα σωλήνα και, στην πλωτή διάταξη, ένα φύλλο μπορεί να κινείται με το διαστελλόμενο κέλυφος.
Τα διαφράγματα κατευθύνουν την πλευρική ροή του κελύφους κατά μήκος της δέσμης, αυξάνοντας την ταχύτητα και βελτιώνοντας τη μεταφορά θερμότητας, αλλά αυξάνουν επίσης τον κίνδυνο διάβρωσης και δονήσεων. Η απόσταση των σωλήνων, το κόψιμο του διαφράγματος και ο αριθμός των περασμάτων ορίζονται στο στάδιο του σχεδιασμού και οποιαδήποτε αλλαγή στη γεωμετρία της δέσμης αλλάζει τόσο τη θερμική απόδοση όσο και τα μηχανικά φορτία στους σωλήνες.
Κανόνες επιλογής που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής
Χημεία νερού:Ο χαλκός είναι η σωστή απάντηση σε ουδέτερες έως ελαφρώς αλκαλικές παροχές. Τα υψηλά χλωρίδια, η αμμωνία ή τα σουλφίδια απαιτούν βαθμό χαλκού-νικελίου.
Ταχύτητα ροής:πολύ χαμηλά και σχηματίζονται εναποθέσεις, πολύ ψηλά και ο σωλήνας διαβρώνεται. Τα όρια ταχύτητας πρέπει να τίθενται από το υλικό του σωλήνα και την κατάσταση του νερού.
Υλικό φύλλου σωλήνα:ο σωλήνας και το φύλλο σωλήνα πρέπει να είναι γαλβανικά συμβατά. ένα ακατάλληλο ζευγάρωμα συγκεντρώνει τη διάβρωση στην έλαση.
Πάχος τοιχώματος:ρυθμίζεται από την πίεση σχεδιασμού με περιθώριο διάβρωσης και αραίωσης που συμβαίνει κατά τη διαστολή.
Θερμοκρασία:υψηλότερες θερμοκρασίες επιταχύνουν τη διάβρωση και τον σχηματισμό αλάτων και μειώνουν την επιτρεπόμενη τάση στο τοίχωμα του σωλήνα.
Απαίτηση καθαριότητας:Τα συστήματα κλειστού βρόχου επωφελούνται από μια καθαρή, απολιπανμένη οπή που δεν θα απελευθερώνει υπολείμματα στο κύκλωμα.
Κατασκευή, Εγκατάσταση και Συντήρηση
Τα άκρα των σωλήνων εκτείνονται κανονικά στο φύλλο σωλήνα με ελεγχόμενη ροπή κύλισης, μερικές φορές ακολουθούμενη από μια ελαφριά συγκόλληση σφράγισης όπου το απαιτεί η εργασία. Το πέρα από-ρολό λεπταίνει τον τοίχο και η εργασία σκληραίνει την άρθρωση. κάτω από-κύλιση αφήνει μια διαδρομή για διαρροή. Η συγκόλληση και η συγκόλληση του σωλήνα στα εξαρτήματα θα πρέπει να εκτελούνται με συνδυασμούς πλήρωσης και ροής συμβατούς με την ποιότητα και με την είσοδο θερμότητας να διατηρείται υπό έλεγχο για να αποφευχθεί η μαλάκυνση του σωλήνα.
Μόλις τεθούν σε λειτουργία, οι δύο εχθροί μιας δέσμης χαλκού είναι οι αποθέσεις και η μετατόπιση της χημείας του νερού. Τα άλατα ή η λάσπη στην πλευρά του νερού μονώνουν τον σωλήνα και ωθούν τη θερμοκρασία του μετάλλου προς τα πάνω, γεγονός που με τη σειρά του επιταχύνει τη διάβρωση κάτω από την απόθεση. Η τακτική επεξεργασία του νερού, ο περιοδικός καθαρισμός και ο έλεγχος της ποιότητας του{2}}του νερού συμπλήρωσης συμβάλλουν περισσότερο στη διάρκεια ζωής του σωλήνα από οποιαδήποτε αλλαγή υλικού.
Σημεία επιθεώρησης και κοινές παγίδες
Επιβεβαιώστε την ποιότητα του σωλήνα, τη θερμοκρασία και το πάχος τοιχώματος σε σχέση με τα έγγραφα σχεδιασμού πριν από την εγκατάσταση.
Η διενεργητική δοκιμή-του εγκατεστημένου πακέτου καθορίζει μια γραμμή βάσης για μετέπειτα παρακολούθηση της κατάστασης.
Δοκιμάστε την πίεση στην πλευρά του σωλήνα στην καθορισμένη τιμή και καταγράψτε το αποτέλεσμα.
Ελέγξτε για φραγμένους σωλήνες, ελαττωματικούς συνδέσμους και ζημιές από κραδασμούς στις θέσεις διαφράγματος σε κάθε διακοπή λειτουργίας.
Το πιο ακριβό λάθος σε αυτόν τον εξοπλισμό είναι η αντιστοίχιση ενός καλού χάλκινου σωλήνα με τη λάθος χημεία του νερού. Το αμμωνιακό συμπύκνωμα, το νερό ψύξης με υψηλή περιεκτικότητα σε χλωριούχο άλας ή μια παροχή θειούχου θα καταστρέψουν γρήγορα μια δέσμη καθαρού χαλκού και καμία συντήρηση δεν θα αντιστρέψει την επίθεση μόλις ξεκινήσει. Η επανεξέταση της ανάλυσης νερού πριν από τη στερέωση του υλικού της δέσμης είναι η μοναδική απόφαση υψηλότερης αξίας στο έργο.
FAQ
Ε: Τι υλικό είναι οι χάλκινοι σωλήνες σε έναν ογκομετρικό εναλλάκτη θερμότητας;
Συνήθως είναι σωλήνες καθαρού χαλκού χωρίς συγκόλληση σε ποιότητες C12200 ή C12000, οι οποίοι επιλέγονται για θερμική αγωγιμότητα, αντοχή στη διάβρωση και μορφοποίηση.
Ε: Γιατί προτιμάται ο χαλκός έναντι του χάλυβα για αυτούς τους σωλήνες;
Ο χαλκός μεταφέρει τη θερμότητα αρκετές φορές καλύτερα από τον χάλυβα, αντιστέκεται στη διάβρωση σε ουδέτερο νερό χωρίς επίστρωση και μπορεί να διασταλεί και να λυγίσει πιο εύκολα.
Ε: Πότε πρέπει να χρησιμοποιείται αντ' αυτού ο σωλήνας από χαλκό-νικελίου;
Όταν το νερό περιέχει σημαντικό χλώριο, αμμωνία ή θειούχο, ή όταν οι ταχύτητες ροής είναι αρκετά υψηλές ώστε να προκαλέσουν επίθεση πρόσκρουσης σε καθαρό χαλκό.
Ε: Ποιο πρότυπο καλύπτει αυτούς τους σωλήνες;
Ο άνευ ραφής σωλήνας συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας συνήθως παραγγέλνεται σύμφωνα με το ASTM B111, ο συρμένος χάλκινος σωλήνας στο GB/T 1527 και ο σωλήνας χωρίς ραφή γενικής χρήσης σύμφωνα με το EN 12449.
Ε: Πόσο διαρκεί μια δέσμη σωλήνων χαλκού;
Η διάρκεια ζωής εξαρτάται κυρίως από τη χημεία, την ταχύτητα και την πρακτική συντήρησης του νερού και όχι μόνο από το υλικό. Η σωστή επιλογή μπορεί να προσφέρει δεκαετίες υπηρεσίας. Η λάθος χημεία μπορεί να καταναλώσει το ίδιο πακέτο σε λίγα χρόνια.
Ε: Μπορούν οι χάλκινοι σωλήνες να επισκευαστούν μετά από διαρροή;
Οι σωλήνες που παρουσιάζουν διαρροή συνήθως βουλώνονται και στα δύο άκρα, με ένα αρχείο που τηρείται έτσι ώστε να μπορεί να εκτιμηθεί η μείωση της περιοχής μεταφοράς θερμότητας. Η επανασωλήνωση λαμβάνεται υπόψη όταν ο αριθμός των βυσμάτων επηρεάζει την απόδοση.
