Výměník tepla je zařízení, které předává část tepla z horké kapaliny do studené kapaliny, známé také jako výměník tepla. Výměníky tepla hrají důležitou roli v chemickém, ropném, energetickém, potravinářském a mnoha dalších průmyslových výrobách. V chemické výrobě se výměníky tepla mohou používat jako ohřívače, chladiče, kondenzátory, výparníky a převařovače a mají široké využití.

Vhodné pro výměníky tepla s různými médii, pracovními podmínkami, teplotami a tlaky a s různými konstrukčními typy. Specifická klasifikace výměníků tepla je následující:
Klasifikace na základě principů přenosu tepla
1. Mezistěnový výměník tepla je typ výměníku tepla, kde v prostoru odděleném stěnou proudí dvě kapaliny o různých teplotách, přičemž na stěně dochází k vedení tepla a na povrchu stěny ke konvekci. Teplo se přenáší mezi oběma kapalinami. Mezi stěnové výměníky tepla patří plášťové, trubkové, nátrubkové a další typy výměníků tepla. Stěnové výměníky tepla jsou nejpoužívanějšími typy výměníků tepla.
2. Akumulační výměník tepla je tepelné těleso složené z pevných materiálů, které přenáší teplo z vysokoteplotní kapaliny do nízkoteplotní kapaliny. Horké médium nejprve dosáhne určité teploty zahřátím pevného materiálu a poté je pevným materiálem ohříváno studené médium, aby bylo dosaženo účelu přenosu tepla. Regenerační výměníky tepla zahrnují rotační a ventilové spínací typy.
3. Nepřímý výměník tepla s připojením kapaliny Nepřímý výměník tepla s připojením kapaliny je výměník tepla, který spojuje dva povrchové výměníky tepla s cirkulujícím teplonosným médiem. Nosič tepla cirkuluje mezi výměníkem tepla s vysokoteplotní kapalinou a nízkoteplotní kapalinou, přičemž přijímá teplo ve vysokoteplotní kapalině a uvolňuje teplo do nízkoteplotní kapaliny ve výměníku tepla s nízkoteplotní kapalinou.
4. Přímý kontaktní výměník tepla, známý také jako hybridní výměník tepla, je zařízení, kde se dvě kapaliny dostávají do přímého kontaktu a vzájemně se mísí za účelem výměny tepla, jako je například věž na studenou vodu, plynový kondenzátor atd.
5. Smíšený výměník tepla je zařízení, které kombinuje dva typy přenosu tepla: nepřímý přenos tepla z povrchu páry a přímý přenos tepla směsným prouděním vody. Ve srovnání s nepřímým přenosem tepla na povrchu páry má vyšší účinnost přenosu tepla; ve srovnání s přímým směšováním páry a vody při výměně tepla má vyšší stabilitu a nižší jednotkovou hlučnost.
Rozdělení podle účelu
1. Topné těleso ohřívá kapalinu na potřebnou teplotu, ale nedochází v něm k žádné fázové změně.
2. Předehřívač předem ohřívá kapalinu a poskytuje standardní procesní parametry pro procesní operace.
3. Přehřívák se používá k ohřevu kapaliny (procesního plynu nebo páry) do přehřátého stavu. 4. Výparník se používá k ohřevu kapaliny na teplotu vyšší než bod varu, což způsobí odpařování kapaliny, obvykle s fázovými změnami.
Rozdělení podle struktury
Lze je rozdělit na: výměníky tepla s plovoucí hlavou, pevné trubkové deskové výměníky tepla, trubkové deskové výměníky tepla ve tvaru U, deskové výměníky tepla atd.

Výměníky tepla lze rozdělit na tři typy podle různých způsobů přenosu tepla: hybridní, akumulační a mezistěnové.

Hybridní výměník tepla je výměník tepla, který vyměňuje teplo přímým kontaktem a mísením studené a horké kapaliny, známý také jako kontaktní výměník tepla. Protože po smíchání a výměně tepla mezi dvěma kapalinami je nutné včasné oddělení, je tento typ výměníku tepla vhodný pro výměnu tepla mezi plynnými a kapalnými kapalinami. Například v chladicích věžích používaných v chemických a elektrárenských provozech se horká voda stříká shora dolů, zatímco studený vzduch se nasává zdola nahoru. Na povrchu vodního filmu nebo kapiček náplňového materiálu dochází ke kontaktu horké vody a studeného vzduchu za účelem výměny tepla. Horká voda se ochladí, studený vzduch se ohřeje a poté se včas oddělí v závislosti na rozdílu hustoty obou kapalin.

Tepelný akumulační výměník je typ tepelného výměníku, který využívá střídavého proudění studené a horké kapaliny přes povrch tepelně akumulačního materiálu (obalu) v tepelné akumulační komoře za účelem výměny tepla, jako je tepelná akumulační komora pro předehřev vzduchu pod koksárenskou pecí. Tento typ tepelného výměníku se používá především k rekuperaci a využití tepla z vysokoteplotních spalin. Podobné zařízení zaměřené na zpětné získávání chladné energie se nazývá chladicí zařízení, které se často používá v zařízeních na oddělování vzduchu.

Stěnový výměník tepla je typ výměníku tepla, kde jsou studená a horká kapalina odděleny pevnými stěnami a výměna tepla probíhá přes stěny. Proto je také znám jako povrchový typ výměníku tepla a tento typ výměníku tepla je nejpoužívanější.

Stěnové výměníky tepla lze rozdělit na trubkové, deskové a další typy podle struktury povrchu pro přenos tepla. Trubkové výměníky tepla používají jako teplosměnnou plochu povrch trubky, včetně hadovitých trubkových výměníků tepla, trubkových výměníků tepla a plášťových a trubkových výměníků tepla; deskové výměníky tepla používají jako teplosměnnou plochu povrch desky, včetně deskových výměníků tepla, spirálových deskových výměníků tepla, deskových lamelových výměníků tepla, deskových plášťových výměníků tepla a deštníkových deskových výměníků tepla atd.; další typy výměníků tepla jsou navrženy tak, aby splňovaly určité zvláštní požadavky, jako jsou výměníky tepla se seškrabaným povrchem, rotační deskové výměníky tepla a chladiče vzduchu.

Obecně existují dva typy relativních směrů proudění kapalin ve výměnících tepla: přímý a zpětný tok. Při proudění po směru toku je rozdíl teplot mezi oběma kapalinami na vstupu maximální a postupně se snižuje podél teplosměnné plochy, až je rozdíl teplot na výstupu minimální. Při zpětném proudění je rozložení teplotního rozdílu mezi oběma kapalinami podél teplosměnné plochy relativně rovnoměrné. Za předpokladu, že vstupní a výstupní teploty studené a horké kapaliny jsou konstantní, když u obou kapalin nedochází k fázovému přechodu, je maximální a minimální rovnoměrný teplotní rozdíl při protiproudém proudění stejný.

Za předpokladu, že dojde ke stejnému přenosu tepla, může použití protiproudu zvýšit rovnoměrný teplotní rozdíl a zmenšit teplosměnnou plochu výměníku tepla; pokud se teplosměnná plocha nezmění, může použití protiproudu snížit spotřebu topných nebo chladicích kapalin. První způsob může ušetřit náklady na zařízení, zatímco druhý způsob může ušetřit provozní náklady, takže protiproudá výměna tepla by se měla při návrhu nebo výrobním použití používat co nejvíce.

Při fázové změně (varu nebo kondenzaci) mezi studenou a horkou kapalinou, kdy se při fázové změně uvolňuje nebo pohlcuje pouze latentní teplo vypařování, se teplota samotné kapaliny nemění. Proto jsou vstupní a výstupní teplota kapaliny stejné. V tomto okamžiku je rozdíl teplot mezi oběma kapalinami nezávislý na volbě směru proudění kapaliny. Kromě vzestupného a sestupného směru proudění existují také směry proudění, jako je příčné proudění a turbulence.

Snížení tepelného odporu v mezistěnových výměnících tepla za účelem zlepšení součinitele prostupu tepla je důležitou otázkou při přenosu tepla. Tepelný odpor pochází především z tenké vrstvy kapaliny (tzv. mezní vrstvy) přilnuté k teplosměnnému povrchu na obou stranách mezistěny a z vrstvy znečištění, která se na obou stranách stěny vytvoří během používání výměníku tepla. Tepelný odpor kovové stěny je relativně malý.

Zvýšení rychlosti proudění a rozrušení tekutiny může ztenčit mezní vrstvu, snížit tepelný odpor a zlepšit součinitel přestupu tepla. Zvýšení rychlosti proudění kapaliny však zvýší spotřebu energie, proto je třeba při návrhu spravedlivě koordinovat snížení tepelného odporu a snížení spotřeby energie. Pro snížení tepelného odporu nečistot je možné tvorbu nečistot oddálit a povrch pro přenos tepla včas vyčistit.

Výměníky tepla se obecně vyrábějí z kovových materiálů, z nichž se pro výrobu středotlakých a nízkotlakých výměníků tepla používají především uhlíková a nízkolegovaná ocel; kromě toho, že se používají především pro různé podmínky odolnosti proti korozi, lze jako materiál odolný vůči vysokým a nízkým teplotám použít také austenitickou nerezovou ocel; Měď, hliník a jejich slitiny se běžně používají při výrobě nízkoteplotních výměníků tepla; Slitina niklu se používá v podmínkách vysokých teplot; Kromě výroby těsnicích dílů se k výrobě výměníků tepla odolných proti korozi používají i některé nekovové materiály, jako jsou grafitové výměníky tepla, fluoroplastové výměníky tepla a skleněné výměníky tepla.

Hlavní oblasti použití výměníků tepla
1、 Chemický průmysl
Výměníky tepla jsou široce používány v chemickém průmyslu a lze je použít v mnoha procesech, jako je kondenzace, odpařování, krystalizace, sušení a pyrolýza. Mezi běžné aplikace patří ohřev páry, rekuperace chladicí kapaliny, koncentrace, ohřev a chlazení atd. Přenosu tepla lze dosáhnout prostřednictvím výměníků tepla, což může snížit emise škodlivých plynů a zvýšit účinnost výroby.
2、 Energetický průmysl
V energetickém průmyslu se výměníky tepla používají zejména pro ropu, zemní plyn, jadernou energii, větrnou energii, solární energii atd. Výměníky tepla lze použít k ohřevu, chlazení a destilaci ropy a zemního plynu. Mohou zpětně získávat odpadní teplo a poskytovat tepelnou energii jiným zařízením, čímž se dosahuje efektivního využití energie.
3、 Průmysl ochrany životního prostředí
Výměníky tepla mají také důležité využití v průmyslu ochrany životního prostředí, kde je lze použít v různých aspektech, jako je čištění odpadních vod, čištění plynů a sušení kalů. Použití výměníků tepla může snížit vypouštění odpadních plynů, odpadních vod a strusky, snížit znečištění a zlepšit účinnost ochrany životního prostředí.
4、 Potravinářský a farmaceutický průmysl
V průmyslových odvětvích, jako je potravinářství a lékařství, se výměníky tepla používají hlavně k ohřevu, chlazení, odpařování, koncentraci a dalším procesům. Při zpracování potravin lze výměníky tepla použít k dezinfekci a sterilizaci, což zlepšuje kvalitu a bezpečnost potravin; ve farmaceutickém průmyslu mohou výměníky tepla regulovat reakční teplotu, dosáhnout přesné výroby léků a zlepšit kvalitu výrobků.
5、 Stavebnictví
Ve stavebnictví se výměníky tepla používají především v oborech, jako je vzduchotechnika a klimatizace. Pomocí výměníku tepla lze dosáhnout ohřevu, chlazení, odvlhčování a dalších funkcí v situacích, kdy je velký teplotní rozdíl mezi interiérem a exteriérem, což zlepšuje vnitřní prostředí a zvyšuje komfort.

Kontaktní informace pro dotazy týkající se výměníků tepla v pláštích a trubkách

Pro více informací o plášťovém a trubkovém výměníku tepla nebo pro získání řešení na míru nás prosím kontaktujte:

  • Kontaktní osoba: Frank
  • Tel: 86-510-82305188-8060
  • Mobil: 86-18605101203
  • Mail: [email protected]
  • Adresa: 15-16F, budova A10, č. 777, JianZhu West Road, Binhu District, Wuxi, Jiangsu, 214072. P.R. China

Těšíme se na spolupráci s vámi a na poskytování spolehlivé podpory a služeb pro vaše podnikání.