Un schimbător de căldură este un dispozitiv care transferă o parte din căldura de la un fluid cald la un fluid rece, cunoscut și sub denumirea de schimbător de căldură. Schimbătoarele de căldură joacă un rol important în producția chimică, petrolieră, energetică, alimentară și în multe alte producții industriale. În producția chimică, schimbătoarele de căldură pot fi utilizate ca încălzitoare, răcitoare, condensatoare, evaporatoare și reboilere și sunt utilizate pe scară largă.

Potrivit pentru schimbătoare de căldură cu diferite medii, condiții de lucru, temperaturi și presiuni și cu diferite tipuri structurale. Clasificarea specifică a schimbătoarelor de căldură este următoarea:
Clasificare pe baza principiilor de transfer termic
1. Schimbătorul de căldură între pereți este un tip de schimbător de căldură în care două fluide cu temperaturi diferite circulă într-un spațiu separat de perete, conducând căldura pe perete și convecția pe suprafața peretelui. Căldura este transferată între cele două fluide. Schimbătoarele de căldură de tip perete includ schimbătoarele de căldură de tip înveliș și tub, de tip manșon și alte tipuri de schimbătoare de căldură. Schimbătoarele de căldură de tip perete sunt cele mai utilizate tipuri de schimbătoare de căldură.
2. Un schimbător de căldură cu acumulare de căldură este un corp de stocare a căldurii compus din materiale solide, care transferă căldură de la un fluid cu temperatură ridicată la un fluid cu temperatură scăzută. Mediul cald atinge mai întâi o anumită temperatură prin încălzirea materialului solid, iar apoi mediul rece este încălzit de materialul solid pentru a atinge scopul transferului de căldură. Schimbătoarele de căldură regenerative includ tipuri rotative și cu comutare prin supapă.
3. Schimbător de căldură indirect cu conexiune fluidă Schimbătorul de căldură indirect cu conexiune fluidă este un schimbător de căldură care conectează două schimbătoare de căldură de suprafață cu un purtător de căldură circulant. Purtătorul de căldură circulă între schimbătorul de căldură cu fluid la temperatură ridicată și fluidul la temperatură scăzută, primind căldură din fluidul la temperatură ridicată și cedând căldură fluidului la temperatură scăzută în schimbătorul de căldură cu fluid la temperatură scăzută.
4. Schimbătorul de căldură cu contact direct, cunoscut și sub denumirea de schimbător de căldură hibrid, este un echipament în care două fluide vin în contact direct și se amestecă între ele pentru schimbul de căldură, cum ar fi un turn de apă rece, un condensator de gaz etc.
5. Un schimbător de căldură compus este un echipament care combină două tipuri de metode de transfer de căldură: transferul de căldură indirect pe suprafața aburului și transferul de căldură direct pe fluxul de apă amestecată. În comparație cu transferul de căldură indirect pe suprafața vaporilor, are o eficiență mai mare a transferului de căldură; În comparație cu amestecul direct de abur și apă pentru schimbul de căldură, are o stabilitate mai mare și un zgomot unitar mai mic.
Clasificate în funcție de scop
1. Un încălzitor încălzește fluidul la temperatura necesară, dar fluidul de încălzire nu suferă nicio schimbare de fază.
2. Preîncălzitorul preîncălzește fluidul în avans, furnizând parametri de proces standard pentru operațiunile de proces.
3. Un supraîncălzitor este utilizat pentru a încălzi un fluid (gaz de proces sau abur) la o stare supraîncălzită. 4. Evaporatorul este utilizat pentru a încălzi fluidul la o temperatură peste punctul de fierbere, determinând evaporarea fluidului, de obicei cu schimbări de fază.
Clasificate în funcție de structură
Acesta poate fi împărțit în: schimbătoare de căldură cu cap plutitor, schimbătoare de căldură cu plăci tubulare fixe, schimbătoare de căldură cu plăci tubulare în formă de U, schimbătoare de căldură cu plăci, etc

Schimbătoarele de căldură pot fi împărțite în trei tipuri pe baza diferitelor metode de transfer de căldură: hibride, cu stocare termică și interperete.

Un schimbător de căldură hibrid este un schimbător de căldură care schimbă căldură prin contact direct și amestecarea fluidelor reci și calde, cunoscut și sub denumirea de schimbător de căldură prin contact. Deoarece separarea în timp util este necesară după amestecarea și schimbul de căldură între două fluide, acest tip de schimbător de căldură este potrivit pentru schimbul de căldură între fluidele gazoase și lichide. De exemplu, în turnurile de răcire utilizate în uzinele chimice și electrice, apa fierbinte este pulverizată de sus în jos, în timp ce aerul rece este aspirat de jos în sus. Pe suprafața peliculei de apă sau a picăturilor din materialul de umplere, apa caldă și aerul rece intră în contact pentru schimb de căldură. Apa caldă este răcită, aerul rece este încălzit și apoi separat în timp util în funcție de diferența de densitate dintre cele două fluide.

Un schimbător de căldură cu stocare termică este un tip de schimbător de căldură care utilizează un flux alternativ de fluide reci și calde prin suprafața materialului de stocare termică (garnitură) dintr-o cameră de stocare termică, pentru a face schimb de căldură, cum ar fi o cameră de stocare termică pentru preîncălzirea aerului de sub un cuptor de cocs. Acest tip de schimbător de căldură este utilizat în principal pentru recuperarea și utilizarea căldurii din gazele de eșapament la temperaturi ridicate. Un echipament similar destinat recuperării energiei reci este denumit dispozitiv de stocare a frigului, care este adesea utilizat în dispozitivele de separare a aerului.

Un schimbător de căldură de tip perete este un tip de schimbător de căldură în care fluidele reci și calde sunt separate de pereți solizi, iar schimbul de căldură are loc prin pereți. Prin urmare, este cunoscut și sub numele de schimbător de căldură de tip suprafață, iar acest tip de schimbător de căldură este cel mai utilizat.

Schimbătoarele de căldură de tip perete pot fi împărțite în schimbătoare tubulare, schimbătoare cu plăci și alte tipuri pe baza structurii suprafeței de transfer termic. Schimbătoarele de căldură tubulare utilizează suprafața tubului ca suprafață de transfer de căldură, inclusiv schimbătoarele de căldură tubulare, schimbătoarele de căldură tubulare și schimbătoarele de căldură tubulare; Schimbătoarele de căldură cu plăci utilizează suprafața plăcii ca suprafață de transfer de căldură, inclusiv schimbătoarele de căldură cu plăci, schimbătoarele de căldură cu plăci spiralate, schimbătoarele de căldură cu plăci și aripioare, schimbătoarele de căldură cu plăci și schimbătoarele de căldură cu plăci umbrelă etc. Alte tipuri de schimbătoare de căldură sunt concepute pentru a îndeplini anumite cerințe speciale, cum ar fi schimbătoarele de căldură cu suprafață răzuită, schimbătoarele de căldură cu plăci rotative și răcitoarele de aer.

Există, în general, două tipuri de direcții relative de curgere pentru fluidele din schimbătoarele de căldură: curgere înainte și curgere înapoi. Când curge în aval, diferența de temperatură dintre cele două fluide la intrare este maximă și scade treptat de-a lungul suprafeței de transfer termic, până când diferența de temperatură la ieșire este minimă. În cazul curgerii inverse, distribuția diferenței de temperatură între cele două fluide de-a lungul suprafeței de transfer termic este relativ uniformă. Presupunând că temperaturile de intrare și de ieșire ale fluidelor reci și calde sunt constante, atunci când ambele fluide nu au tranziție de fază, diferența de temperatură uniformă maximă și minimă în curgerea în contracurent este aceeași.

Sub premisa realizării aceluiași transfer de căldură, utilizarea contracurentului poate crește diferența uniformă de temperatură și reduce suprafața de transfer de căldură a schimbătorului de căldură; dacă suprafața de transfer de căldură rămâne neschimbată, utilizarea contracurentului poate reduce consumul de fluide de încălzire sau răcire. Prima poate reduce costurile echipamentelor, în timp ce a doua poate reduce costurile de exploatare, astfel încât schimbul de căldură cu contracurent ar trebui utilizat cât mai mult posibil în proiectare sau în producție.

Atunci când are loc o schimbare de fază (fierbere sau condensare) între fluide reci și fluide calde și doar căldura latentă de vaporizare este eliberată sau absorbită în timpul schimbării de fază, temperatura fluidului în sine nu se schimbă. Prin urmare, temperaturile de intrare și de ieșire ale fluidului sunt egale. În acest moment, diferența de temperatură dintre cele două fluide este independentă de alegerea direcției de curgere a fluidului. În plus față de fluxurile din amonte și din aval, există, de asemenea, direcții de curgere cum ar fi fluxul transversal și turbulența.

Reducerea rezistenței termice în schimbătoarele de căldură cu pereți intermediari pentru a îmbunătăți coeficientul de transfer termic este o problemă importantă în timpul procesului de transfer termic. Rezistența termică provine în principal din stratul subțire de fluid (numit strat limită) care aderă la suprafața de transfer de căldură pe ambele părți ale peretelui intermediar și din stratul de murdărie format pe ambele părți ale peretelui în timpul utilizării schimbătorului de căldură. Rezistența termică a peretelui metalic este relativ mică.

Creșterea vitezei de curgere și a perturbării fluidului poate subția stratul limită, reduce rezistența termică și îmbunătăți coeficientul de transfer termic. Cu toate acestea, creșterea debitului fluidului va crește consumul de energie, astfel încât, în timpul proiectării, trebuie să se realizeze o coordonare corectă între reducerea rezistenței termice și reducerea consumului de energie. Pentru a reduce rezistența termică a murdăriei, este posibil să se întârzie formarea murdăriei și să se curețe suprafața de transfer termic la timp.

În general, schimbătoarele de căldură sunt fabricate din materiale metalice, printre care oțelul carbon și oțelul slab aliat sunt utilizate în principal pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură de presiune medie și joasă; Pe lângă faptul că este utilizat în principal pentru diferite condiții de rezistență la coroziune, oțelul inoxidabil austenitic poate fi utilizat și ca material rezistent la temperaturi ridicate și scăzute; Cuprul, aluminiul și aliajele acestora sunt utilizate în mod obișnuit la fabricarea schimbătoarelor de căldură pentru temperaturi scăzute; Aliajul de nichel este utilizat în condiții de temperatură ridicată; În plus față de fabricarea pieselor de garnitură, unele materiale nemetalice au fost utilizate pentru fabricarea schimbătoarelor de căldură rezistente la coroziune, cum ar fi schimbătoarele de căldură din grafit, schimbătoarele de căldură din fluoroplastic și schimbătoarele de căldură din sticlă.

Principalele domenii de aplicare ale schimbătoarelor de căldură
1, Industria chimică
Schimbătoarele de căldură sunt utilizate pe scară largă în industria chimică și pot fi utilizate în mai multe procese, cum ar fi condensarea, evaporarea, cristalizarea, uscarea și piroliza. Aplicațiile comune includ încălzirea cu abur, recuperarea lichidului de răcire, concentrarea, încălzirea și răcirea etc. Transferul de căldură poate fi realizat prin intermediul schimbătoarelor de căldură, care pot reduce emisiile de gaze nocive și pot îmbunătăți eficiența producției.
2, Industria energetică
În industria energetică, aplicarea schimbătoarelor de căldură include în principal petrolul, gazele naturale, energia nucleară, energia eoliană, energia solară etc. Schimbătoarele de căldură pot fi utilizate pentru încălzirea, răcirea și distilarea petrolului și a gazelor naturale. Ele pot recupera căldura reziduală și pot furniza energie termică altor echipamente, realizând o utilizare eficientă a energiei.
3, industria de protecție a mediului
Schimbătoarele de căldură au, de asemenea, aplicații importante în industria protecției mediului, care pot fi utilizate în diverse aspecte, cum ar fi tratarea apelor reziduale, purificarea gazelor și uscarea nămolului. Aplicarea schimbătoarelor de căldură poate reduce evacuarea gazelor reziduale, a apelor uzate și a zgurii, reduce poluarea și îmbunătățește eficiența protecției mediului.
4, Industria alimentară și farmaceutică
În industrii precum cea alimentară și medicală, schimbătoarele de căldură sunt utilizate în principal pentru încălzire, răcire, evaporare, concentrare și alte procese. În timpul procesării alimentelor, schimbătoarele de căldură pot fi utilizate pentru dezinfectare și sterilizare, îmbunătățind calitatea și siguranța alimentelor; în industria farmaceutică, schimbătoarele de căldură pot controla temperatura de reacție, pot realiza fabricarea precisă a medicamentelor și pot îmbunătăți calitatea produselor.
5, Industria construcțiilor
În industria construcțiilor, schimbătoarele de căldură sunt utilizate în principal în domenii precum HVAC și aer condiționat. Prin utilizarea unui schimbător de căldură, încălzirea, răcirea, dezumidificarea și alte funcții ale aerului pot fi realizate în situații în care există o diferență mare de temperatură între interior și exterior, îmbunătățind mediul interior și sporind confortul.

Informații de contact pentru solicitări privind schimbătoarele de căldură cu țevi și cochilii

Pentru mai multe informații despre schimbătorul de căldură cu înveliș și tuburi sau pentru a obține soluții personalizate, vă rugăm să ne contactați:

  • Persoana de contact: Frank
  • Tel: 86-510-82305188-8060
  • Mobil: 86-18605101203
  • Mail: [email protected]
  • Address: 15-16F, Building A10, No. 777, JianZhu West Road, Binhu District, Wuxi, Jiangsu, 214072. R.P. China

Așteptăm cu nerăbdare să colaborăm cu dvs. și să vă oferim suport și servicii robuste pentru afacerea dvs.