เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำงานอย่างไร?

ใช้ในการถ่ายโอนความร้อนระหว่างของเหลวหนึ่ง (ของเหลวหรือเป็นก๊าซ) และของเหลวอื่น (ของเหลวหรือก๊าซอื่น) โดยไม่อนุญาตให้ของเหลวทั้งสองสัมผัสกันโดยตรงซึ่งกันและกันจะใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งในกระบวนการทำความร้อนและความเย็น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใช้ในช่วงของการใช้งานรวมถึงเครื่องปรับอากาศ, พืชเคมี, พืชปิโตรเคมี, โรงกลั่นปิโตรเลียม, สถานีพลังงาน, การประมวลผลก๊าซธรรมชาติ, การทำความเย็น, การบำบัดน้ำเสียและการให้ความร้อนในพื้นที่ นอกจากนี้ยังสามารถพบได้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งช่วยให้สารหล่อเย็นเครื่องยนต์ไหลผ่านขดลวดหม้อน้ำขณะที่อากาศไหลผ่านพวกเขาทำให้เย็นลงในน้ำหล่อเย็นในขณะที่ให้ความร้อนแก่อากาศ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำงานได้โดยอนุญาตให้ความร้อนจากของเหลวหนึ่งผ่านเครื่องทำความเย็นอื่นของเหลวโดยไม่ต้องผสมหรือสัมผัสโดยตรง

ตัวอย่างเช่นลองนึกภาพท่อที่มีท่ออื่นรอบ ๆ ท่อด้านในสามารถอนุญาตให้ของเหลวร้อนผ่านไปในขณะที่ของเหลวเย็นจะถูกส่งผ่านพร้อมกันผ่านท่อด้านนอก สิ่งนี้จะช่วยให้ของเหลวเย็นลงเพื่อลดอุณหภูมิของอุ่นขึ้นเนื่องจากของเหลวอุ่นขึ้นพร้อมกันเพิ่มความร้อนของเครื่องทำความเย็น แน่นอนว่านี่เป็นตัวอย่างพื้นฐานของการแลกเปลี่ยนความร้อนและมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่ต้องพิจารณาเมื่อตรวจสอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน:

1. ผ่าน

โดยการโค้งของท่อเช่นเป็นรูปร่าง 's' คุณสามารถอนุญาตให้ของเหลวทำมากกว่าหนึ่งผ่าน 'ก่อนออกจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน การผ่านครั้งเดียวคือท่อตรงที่ของเหลวเข้ามาที่ปลายด้านหนึ่งและออกจากปลายอีกด้านของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างรวดเร็ว Double Pass ใช้รูปร่าง U - เพื่อให้ของเหลวเข้าและออกจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ปลายเดียวกันยืดเวลาที่ของเหลวกำลังผ่าน - อีกครั้งในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Triple Pass ใช้การก่อตัวของรูปทรง 's' ที่ช่วยให้ของเหลวสามารถเดินทางไปตามความยาวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้สามครั้งก่อนออก ยิ่งจำนวนการส่งผ่านมากเท่าใดปริมาณการถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งมีมากขึ้นเพียงเพราะของเหลวอยู่ด้วยกันในระบบนานขึ้น - แม้ว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่การลดลงของแรงดันและการสูญเสียความเร็ว

2. อุณหภูมิข้าม - มากกว่า

อุณหภูมิข้าม - เกิดขึ้นเมื่อความร้อนของของเหลวเย็นเริ่มข้ามด้วยอุณหภูมิของของเหลวร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตัวอย่างเช่นน้ำมันที่เข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่80⁰Cข้างน้ำที่อุณหภูมิ30⁰Cสามารถเห็นอุณหภูมิของพวกเขาข้าม - น้ำมันควรลดลงเป็น50⁰Cเมื่อน้ำถึง51⁰C ณ จุดนี้ของเหลวเย็น (น้ำ) ร้อนกว่าน้ำมัน อุณหภูมิข้าม - สามารถลดประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระบายความร้อน สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการเพิ่มอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น (ดู 'อัตราการไหล' ด้านล่าง) ดังนั้นจึงมีสารหล่อเย็นมากขึ้นในระบบ ที่อุณหภูมิข้าม - ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่น (ดู 'ประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้านล่าง) เป็นทางออกที่ดีที่สุด

3. อุณหภูมิต่างกัน

สิ่งนี้หมายถึงความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสารหล่อเย็นและของเหลวร้อนซึ่งมีความสำคัญในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนดังที่แสดงโดย 'อุณหภูมิข้าม - มากกว่า' (ด้านบน) สารหล่อเย็นควรเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวร้อนและยิ่งเย็นยิ่งเย็นยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้นที่จะนำความร้อนออกจากของเหลวร้อน

4. อัตราการไหล

นี่คือปริมาณของของเหลวที่ผ่านส่วนข้าม - ของท่อในช่วงเวลาที่กำหนด มันทำงานออกมาเป็นปริมาตรของของเหลวต่อเวลาที่ของเหลวไหล - ด้วยอัตราการไหลที่มากขึ้นอาจเพิ่มความสามารถของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในการถ่ายเทความร้อน อย่างไรก็ตามของเหลวที่มากขึ้นยังหมายถึงมวลที่มากขึ้นในการขนส่งเช่นเดียวกับการเพิ่มการสูญเสียความดันและความเร็ว

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถจำแนกได้ตามการจัดเรียงการไหลหรือโดยการออกแบบของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเอง

การจำแนกประเภทหลักสามประการของการจัดเรียงการไหลที่พบในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือขนาน - การไหล, การไหลของตัวนับและข้าม - การไหล:

• การไหลแบบขนาน:ของเหลวทั้งสองเข้ามาที่ส่วนท้ายของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเดินทางไปพร้อมกันก่อนออกจากกัน
• เคาน์เตอร์ไหล:ของเหลวเข้าสู่ด้านตรงข้ามของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเดินทางผ่านระบบในทิศทางตรงกันข้าม นี่คือการจัดเรียงการไหลที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยระหว่างของเหลวยังคงสูงขึ้นตลอดทั้งระบบ
• ข้าม - flow:ในรูปแบบของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนนี้ของเหลวจะเดินทางตั้งฉาก (ที่มุมขวา) ซึ่งกันและกัน

เช่นเดียวกับการจัดเรียงการไหลตัวแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถจัดหมวดหมู่ตามประเภทตามการออกแบบทางกายภาพของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน:

• ท่อคู่:นี่เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ตรงไปตรงมาที่สุดที่อุตสาหกรรมใช้ ตามชื่อแนะนำสิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยสองหลอดที่ของเหลวสามารถไหลได้ การกำหนดค่าการไหลสามารถขนานหรือการไหลของตัวนับโดยมีการไหลของตัวนับมีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่การไหลแบบขนานจะดีกว่าหากของเหลวทั้งสองต้องถูกนำไปที่อุณหภูมิเดียวกัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหล่านี้ง่ายและราคาถูกในการออกแบบและบำรุงรักษา แต่มีประสิทธิภาพในระดับค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับการออกแบบอื่น ๆ
• เปลือกและหลอด:เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกและท่อใช้ชุดของหลอดโลหะซึ่งมีการไหลของของเหลวหนึ่งล้อมรอบด้วยเปลือกปิดผนึกซึ่งของเหลวที่สองไหล เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ทำงานร่วมกับการไหลทุกประเภท - ขนาน, เคาน์เตอร์และการไหลข้าม - และสามารถพบได้ในตู้รถไฟไอน้ำ แผ่นกั้นใช้ในการไหลของของไหลโดยตรงทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในของเหลวและรองรับหลอดในขณะที่ครีบสามารถใช้กับอากาศ - เทคโนโลยีระบายความร้อน (เช่นเครื่องยนต์สันดาประหว่าง - เย็น) เพื่อเพิ่มพื้นที่ของการถ่ายโอนความร้อน
• จาน/ครีบ:ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ใช้แผ่นโลหะบาง ๆ ที่จัดขึ้นโดยครีบเพื่อสร้างระดับเช่นพื้นของอาคาร อย่างไรก็ตามแต่ละ 'พื้น' เหล่านี้เป็นตัวเอง - ที่มีอยู่และแยกออกจากหนึ่งด้านบนหรือด้านล่างสร้างชุดของหลอดที่ปิดผนึกซึ่งของเหลวสามารถไหลได้ สิ่งนี้จะสร้างพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่สามารถแลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างรวดเร็วในขณะเดียวกันก็รับประกันการไหลของของเหลวทั่วพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนทั้งหมดป้องกันความเมื่อยล้าของของเหลวและการสะสม แผ่นสามารถสร้างได้ในขนาดที่แตกต่างกันความลึกและรูปร่างรวมถึงแผ่นลูกฟูกแผ่นแผ่นและเฟรมแผ่นและเปลือกหรือแผ่นเกลียว ความปั่นป่วนในการไหลสูงระหว่างแผ่นสร้างการถ่ายเทความร้อนมากขึ้นและการลดลงของความดัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ใช้ในการใช้งานเช่นเตาแก๊สและหม้อไอน้ำ
• อากาศเย็นลง:ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้พบได้ทั่วไปในยานพาหนะและแอพพลิเคชั่นที่เคลื่อนไหวอื่น ๆ ที่ไม่มีน้ำเย็น แทนที่จะเป็นของเหลวสองระบบระบบระบายความร้อนอากาศใช้อากาศเย็นจากพัดลมหรือการไหลของอากาศที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของยานพาหนะเอง
• คอนเดนเซอร์หม้อไอน้ำและเครื่องระเหย:การแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้สมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษเนื่องจากทำงานในลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อยกับที่อธิบายไว้แล้ว แทนที่จะใส่ของเหลวสองตัว (ร้อนและเย็น) สิ่งเหล่านี้ใช้การระบายความร้อนและการควบแน่นของก๊าซร้อนลงในรูปแบบของเหลว (และในทางกลับกัน) เพื่อสร้างวงจรการถ่ายเทความร้อน นี่คือกระบวนการที่กังหันไอน้ำที่ใช้และเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งใช้วัฏจักรของน้ำไอไปเป็นไอน้ำและการระบายความร้อนที่ตามมากลับมาเป็นของเหลว
• ผู้พักอาศัย:ผู้พักฟื้นเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ออกแบบมาเพื่อจับความร้อนที่จะหายไปเช่นความร้อนที่ถูกระบายออกจากอาคาร อากาศอุ่นจะถูกนำออกไปผ่านช่องทางข้างช่องทางแยกของของเหลวเย็นที่แยกออกมาเพื่อสร้างการไหลของเคาน์เตอร์ นี่คือความร้อน - ระบบระบายอากาศการกู้คืนการทำงานช่วยให้อาคารสามารถระบายอากาศด้วยอากาศบริสุทธิ์โดยไม่สูญเสียความร้อนทั้งหมดจากอากาศที่อบอุ่นออก
• regenerators:ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ช่วยให้ทั้งของเหลวที่เข้าและขาออกสามารถเคลื่อนที่ผ่านช่องทางเดียวกันในทิศทางตรงกันข้ามในเวลาที่ต่างกัน เมื่อของเหลวที่อบอุ่นไหลออกมามันก็ให้ความร้อนบางส่วนจากนั้นเมื่อของเหลวเย็นไหลเข้ามามันจะรับความร้อนที่เหลืออยู่บางส่วนที่เหลืออยู่ที่นั่น การแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ใช้ในเครื่องยนต์สเตอร์ลิงที่ใช้ลูกสูบเพื่อดันแก๊สที่ติดกับดักไปมาระหว่างแหล่งความร้อน (เช่นไฟ) และพื้นที่เย็นกว่าหรือ 'อ่างล้างจาน' ซึ่งความร้อนหายไป ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ช่วยลดการสูญเสียความร้อนในระบบโดย 'สร้างใหม่' ความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลายทั้งในการใช้งานทั้งในอุตสาหกรรมและทุกวัน

ในขณะที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมาในช่วงของการออกแบบที่แตกต่างกันและระบบการไหลพวกเขาทั้งหมดทำงานในลักษณะเดียวกัน อนุญาตให้สัมผัสความร้อนระหว่างของเหลวที่ร้อนกว่าและของเหลวเย็น (โดยไม่ต้องผสมจริง) เพื่อให้ของเหลวทั้งสองร้อนหรือเย็นหนึ่ง - ตามลำดับ

สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของยานพาหนะและหน่วยงานอื่น ๆ รวมถึงการประหยัดต้นทุนและลดการใช้พลังงาน (และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง)

เข้าถึงแผน HX

สถานการณ์แอปพลิเคชันเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของคุณ (เช่นการแปรรูปอาหารอุตสาหกรรมปิโตรเคมีการระบายความร้อนด้วยพลังงาน) และลักษณะกลาง (การกัดกร่อน/ความหนืด/อุณหภูมิ) แตกต่างกันไปดังนั้นแผนข้อมูลจำเพาะจะปรับเปลี่ยนเฉพาะ - โปรดแจ้งให้เราทราบความต้องการของคุณ

อีเมล:sales@gneeheatex.com