Πλεονεκτήματα των εναλλάκτη θερμότητας χάλκινων σωλήνων σε σύγκριση με άλλους τύπους

Γιατί χρησιμοποιούνται ευρέως οι εναλλάκτες θερμότητας χάλκινων σωλήνων

Οι εναλλάκτες θερμότητας με χαλκοσωλήνα κυριαρχούν στην ψύξη, τον κλιματισμό, τη θέρμανση νερού και την ανάκτηση ελαφριάς βιομηχανικής θερμότητας, επειδή ο χαλκοσωλήνας προσφέρει τέσσερα πράγματα ταυτόχρονα: πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση στο νερό και τα ψυκτικά μέσα, υψηλή ολκιμότητα για κάμψη και διαστολή και λεία, μη{0}}πορώδη επιφάνεια που αντέχει στη ρύπανση και καθαρίζεται εύκολα.

Οι εναλλάκτες σωλήνων χαλκού περιλαμβάνουν-και-μονάδες σωλήνων με σωλήνες χαλκού ή κράματος χαλκού, πηνία πτερυγίων{-και-σωλήνων για αερόψυκτους-συμπυκνωτές και εξατμιστές, διπλούς-εναλλάκτες σωλήνων εξαεριζόμενου τοιχώματος για εξοπλισμό συναρμολογημένου νερού ή μικρές μονάδες που χρησιμοποιούνται με μηχανήματα. Η ίδια οικογένεια υλικών χρησιμοποιείται σε όλα αυτά τα σχέδια, γεγονός που απλοποιεί τις διαδικασίες αποθήκευσης και επισκευής ανταλλακτικών.

Πρότυπα σωλήνων και τυπικοί βαθμοί

Ο σωλήνας διατίθεται σε μια σειρά από χαρακτηριστικά: ανοπτημένος σωλήνας για επέκταση κυλίνδρων σε φύλλα και για κάμψη, και σκληρός ή μισός σκληρός σωλήνας όπου ο σωλήνας πρέπει να-αυτοστηρίζεται σε μεγάλα ανοίγματα. Ο σωλήνας κλιματισμού και ψύξης συνήθως παρέχεται σε μαλακά πηνία σύμφωνα με το ASTM B280 ή EN 12735-1 με καλυμμένα άκρα, έτσι ώστε η οπή να παραμένει καθαρή και στεγνή κατά τη μεταφορά.

Θερμική και Υδραυλική Απόδοση

Επειδή ο χαλκός μεταφέρει τη θερμότητα πολύ πιο γρήγορα από τον χάλυβα ή τον ανοξείδωτο χάλυβα, ένας εναλλάκτης σωλήνων χαλκού χρειάζεται λιγότερη επιφάνεια για μια δεδομένη εργασία και φτάνει στην ίδια μεταφορά θερμότητας με μικρότερη μέση διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των ρευμάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο χαλκός χρησιμοποιείται όπου η διαφορά θερμοκρασίας είναι μικρή, όπως κυκλώματα κρύου νερού και ψύξης, και γιατί τα πηνία χαλκού μπορούν να γίνουν αρκετά συμπαγή για μονάδες ταράτσας και συσκευασμένες μονάδες.

Η απόδοση του{0}}πλευρικού σωλήνα μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με εσωτερικά βελτιωμένο σωλήνα. Οι ραβδωτές και σπειροειδείς εσωτερικές επιφάνειες διασπούν το οριακό στρώμα και αυξάνουν τον συντελεστή πλευρικής-σωλήνας, ο οποίος επιτρέπει μια μικρότερη δέσμη ή μικρότερη διάμετρο για την ίδια εργασία. το ακριβές κέρδος εξαρτάται από την εσωτερική γεωμετρία, τον ρυθμό ροής και τις ιδιότητες του ρευστού και θα πρέπει να λαμβάνεται από τα δεδομένα μεταφοράς θερμότητας του προμηθευτή σωλήνων για το συγκεκριμένο μοτίβο και όχι από την υπόθεση. Στην πλευρά του κελύφους, η απόσταση του διαφράγματος και το διάκενο ελέγχουν τον συντελεστή{4}}της πλευράς του κελύφους και επίσης τον κίνδυνο δόνησης του σωλήνα.

Όρια διάβρωσης, ρύπανσης και ταχύτητας

Ο χάλκινος σωλήνας διατηρεί σταθερή απόδοση σε κυκλώματα νερού, συμπυκνώματος ατμού και ψυκτικού μέσου και το προστατευτικό στρώμα οξειδίου που σχηματίζει επιβραδύνει την περαιτέρω επίθεση, γεγονός που παρατείνει τη διάρκεια ζωής. Οι τρόποι αστοχίας που πρέπει να σχεδιαστούν είναι γνωστοί. Η αμμωνία και οι ενώσεις αμμωνίου στο νερό ή σε καθαριστικά προκαλούν ταχεία καταπόνηση-διάβρωσης του χαλκοσωλήνα. Η αναρτημένη άμμος και ο παρασυρόμενος αέρας προκαλούν προσβολή πρόσκρουσης, πιο συχνά στην είσοδο του σωλήνα και στις διασταυρώσεις του διαφράγματος. και το νερό που ρέει πάνω από τη συνιστώμενη ταχύτητα επιταχύνει τη γενική και τοπική σπατάλη. Ο χαλκός υπόκειται επίσης σε διάβρωση-σε διάβρωση στις γωνιακές εξόδους και σε μυρμηκική διάβρωση σε κυκλώματα ψύξης όπου ορισμένα οργανικά οξέα υπάρχουν με υγρασία.

Τα πρακτικά αντίμετρα είναι η διατήρηση της ταχύτητας ροής εντός του εύρους που έχει καθοριστεί για το κράμα των σωλήνων και τη χημεία του νερού, η αποφυγή θύλακων αέρα και στάσιμων ζωνών, η τοποθέτηση προστατευτικών χιτωνίων εισόδου ή φερμουάρ όπου το νερό είναι βρώμικο, η διατήρηση του σωλήνα καθαρού ώστε η ρύπανση να μην αυξάνει την τοπική ταχύτητα στην υπόλοιπη περιοχή. Ο χαλκός-σωλήνας νικελίου πρέπει να επιλέγεται αντί για καθαρό χαλκό όπου εμπλέκεται θαλασσινό νερό, άλμη ή μολυσμένο νερό.

Κατασκευή: Διαστολή, Συγκόλληση και Συγκόλληση

Ο χάλκινος σωλήνας συνήθως ενώνεται με ένα φύλλο σωλήνα με διαστολή κυλίνδρων, μερικές φορές ακολουθούμενη από συγκόλληση σφράγισης όπου η άρθρωση πρέπει να είναι στεγανή κατά τη θερμική κυκλοποίηση. Η διαστολή απαιτεί ανοπτημένο σωλήνα με σταθερή σκληρότητα και πάχος τοιχώματος, οπές σωστού μεγέθους με λοξότμητες εισόδους και ελεγχόμενη ροπή εκτόνωσης, έτσι ώστε ο σωλήνας να μην τυλίγεται και λεπτύνει υπερβολικά-. Η συγκόλληση με χαλκό-φωσφόρο πλήρωσης είναι η τυπική μέθοδος για ψυκτικούς αρμούς χαλκού-σε-χαλκού επειδή δεν χρειάζεται ροή. Οι αρμοί από χαλκό-σε-χάλυβα ή από χαλκό-σε-ορείχαλκο απαιτούν το κατάλληλο υλικό πλήρωσης και ροής με βάση το ασήμι-. Όλη η συγκόλληση κατάψυξης θα πρέπει να γίνεται με καθαρισμό αζώτου για να αποφευχθεί η δημιουργία αλάτων οξειδίων στο εσωτερικό του σωλήνα και ο σωλήνας πρέπει να είναι στεγνός και απαλλαγμένος από λάδι πριν από τη θέρμανση.

Η κάμψη, η αιώρηση και το φούντωμα γίνονται όλα κρύα σε ανοπτημένο σωλήνα. Επειδή η εργασία του χαλκού σκληραίνει, οι ελάχιστες ακτίνες κάμψης και οι απαιτήσεις ανόπτησης πρέπει να λαμβάνονται από τα δεδομένα του προμηθευτή σωλήνων και τα τελειωμένα πηνία θα πρέπει να ελέγχονται υπό πίεση και να καθαρίζονται πριν από την εγκατάσταση.

Εφαρμογές

Ψύξη και κλιματισμός: πηνία συμπυκνωτή και εξατμιστή, βαρέλια ψύκτη, αντλίες θερμότητας και συσκευασμένες μονάδες.

Ισχύς και διεργασία: συμπυκνωτές, θερμαντήρες νερού τροφοδοσίας και ψύκτες λαδιού χρησιμοποιώντας σωλήνα από κράμα χαλκού σε γλυκό ή υφάλμυρο νερό.

Θέρμανση νερού και τοπική ενέργεια: εναλλάκτες ζεστού νερού οικιακής χρήσης, ηλιακοί θερμικοί συλλέκτες και μονάδες διασύνδεσης θερμότητας.

Θαλάσσια:-εναλλάκτες ψύξης με θαλασσινό νερό και κυκλώματα ψύξης πλοίου με χρήση χαλκού-σωλήνα νικελίου.

Ελαφρύ βιομηχανικό: μεταψύκτες πεπιεσμένου αέρα, υδραυλικοί ψύκτες λαδιού και εξοπλισμός μεταφοράς θερμότητας της βιομηχανίας τροφίμων.

FAQ

Ε: Γιατί οι εναλλάκτες θερμότητας από χαλκοσωλήνες μεταφέρουν καλύτερα τη θερμότητα;
Ο χαλκός έχει θερμική αγωγιμότητα περίπου 386 W/(m·K), πολύ πάνω από τον ανθρακούχο χάλυβα σε περίπου 50 W/(m·K) και ο ανοξείδωτος χάλυβας στα περίπου 16 W/(m·K). Επομένως, το τοίχωμα του σωλήνα προσθέτει πολύ μικρή θερμική αντίσταση και ο εναλλάκτης χρειάζεται λιγότερη επιφάνεια για την ίδια εργασία.

Ε: Είναι οι εναλλάκτες θερμότητας χαλκοσωλήνων ανθεκτικοί στη διάβρωση;
Στα κυκλώματα νερού, συμπυκνώματος ατμού και ψυκτικού μέσου, ναι: ο χαλκός σχηματίζει ένα προστατευτικό φιλμ οξειδίου που περιορίζει την περαιτέρω προσβολή και προσφέρει μεγάλη διάρκεια ζωής. Οι εξαιρέσεις είναι αμμωνιακά περιβάλλοντα, ισχυρά οξειδωτικά οξέα και νερό υψηλής-ταχύτητας με παρασυρόμενο αέρα ή άμμο, όπου ο χαλκός μπορεί να αστοχήσει λόγω καταπόνησης-διάβρωσης ρωγμών ή προσβολής πρόσκρουσης.

Ε: Γιατί ο χαλκοσωλήνας αντιστέκεται στη ρύπανση;
Ο χάλκινος σωλήνας έχει λεία, μη{0}}πορώδη επιφάνεια με καλή διαβρεξιμότητα, επομένως τα άλατα και το βιοφίλμ προσκολλώνται λιγότερο εύκολα από ό,τι σε πιο τραχιές μεταλλικές επιφάνειες. Αυτό διατηρεί σταθερό τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και διευκολύνει τον καθαρισμό, κάτι που είναι ένας λόγος που τα χάλκινα πηνία είναι κοινά στην ψύξη και την ψύξη.

Ε: Τι περιορίζει την ταχύτητα του νερού στους εναλλάκτες χάλκινων σωλήνων;
Η ταχύτητα περιορίζεται από τον κίνδυνο πρόσκρουσης και διάβρωσης-διάβρωσης, ο οποίος εξαρτάται από το κράμα του σωλήνα, τη χημεία του νερού, τα αιωρούμενα στερεά και την ποσότητα του παρασυρόμενου αέρα. Το αποδεκτό εύρος πρέπει να προέρχεται από τις οδηγίες σχεδιασμού για το συγκεκριμένο κράμα σωλήνων και να επιβεβαιώνεται με βάση τα δεδομένα του προμηθευτή σωλήνων.

Ε: Μπορούν να επισκευαστούν οι εναλλάκτες χάλκινων σωλήνων;
Ναί. Ο χάλκινος σωλήνας εύκολα-διεκτείνεται, επανα-συγκολλάται ή αντικαθίσταται και οι μεμονωμένοι σωλήνες μπορούν να βουλωθούν εάν το επιτρέπει η εργασία. Οι επισκευές θα πρέπει να χρησιμοποιούν το ίδιο κράμα και ιδιοσυγκρασία με το πρωτότυπο και ο σύνδεσμος θα πρέπει να ελεγχθεί ξανά μετά την επισκευή.

Ε: Ποιος σωλήνας από κράμα χαλκού πρέπει να χρησιμοποιείται για το θαλασσινό νερό;
Οι ποιότητες χαλκού-νικελίου είναι η τυπική επιλογή: 90/10 (C70600) για καθαρό θαλασσινό νερό σε μέτρια ταχύτητα και 70/30 (C71500) για υψηλότερη ταχύτητα, υψηλότερη πίεση ή άμμο-που περιέχει νερό. Ο ορείχαλκος Admiralty C44300 χρησιμοποιείται για λιγότερο αυστηρές εργασίες υφάλμυρου.