Un intercambiador de calor es un dispositivo de ahorro de energía que transfiere calor entre dos o más fluidos a diferentes temperaturas. Para la calefacción de grandes superficies es imprescindible la existencia de un intercambiador de calor.
De acuerdo con el método de transferencia de calor del intercambiador de calor, el intercambiador de calor se puede dividir en tres categorías:
Un intercambiador de calor de contacto directo, también llamado intercambiador de calor híbrido, es un dispositivo en el que los fluidos fríos y calientes están en contacto directo e intercambian calor. Por lo general, los dos fluidos en contacto directo son gas y líquido con menor presión de vaporización;
El principio de funcionamiento del intercambiador de calor de almacenamiento de energía es utilizar la conductividad térmica de las sustancias sólidas. Específicamente, el medio de calor primero calienta la sustancia sólida a una cierta temperatura, y luego el medio frío obtiene calor de la sustancia sólida. A través de este proceso, se puede realizar la transferencia de calor. ;
El intercambiador de calor de la pared divisoria también utiliza la conducción de calor del intermediario, y los medios fríos y calientes están separados por una pared divisoria sólida e intercambian calor a través de la pared divisoria. Para las empresas de calefacción, los intercambiadores de calor de pared divisoria son los más utilizados. Según las diferentes estructuras, también se puede dividir en intercambiadores de calor de tubos, intercambiadores de calor de placas e intercambiadores de calor de tubos de calor.
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Intercambiador de calor de carcasa y tubos
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos también se denominan intercambiadores de calor de carcasa y tubos. Es un intercambiador de calor de pared divisoria que utiliza la pared del haz de tubos encerrado en la carcasa como superficie de transferencia de calor. Este tipo de intercambiador de calor tiene una estructura relativamente simple y un funcionamiento fiable. Puede estar hecho de varios materiales estructurales (principalmente materiales metálicos) y puede usarse a alta temperatura y alta presión. Es el tipo más utilizado en la actualidad.
Intercambiador de calor de carcasa y tubos
De acuerdo con las medidas de compensación adoptadas, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden dividir en cuatro tipos: intercambiadores de calor de placa tubular fija, intercambiadores de calor de cabeza flotante, intercambiadores de calor de tubo en U e intercambiadores de calor de caja de prensaestopas.
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Intercambiador de calor de placa tubular fija
El intercambiador de calor de placa tubular fija es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubos. Las placas de tubos en ambos extremos del intercambiador de calor de placas de tubos fijas están conectadas a la carcasa mediante soldadura y se componen principalmente de carcasa, placa de tubos, haz de tubos, cubierta superior (cabeza) y otros componentes.
Intercambiador de calor de placa tubular fija
Las ventajas de los intercambiadores de calor de placa tubular fija son:
◆Estructura simple;
◆En el mismo diámetro de carcasa, el número de tuberías es el mayor y el de derivación es el menor;
◆Cada tubo de intercambio de calor se puede reemplazar y el interior del tubo es fácil de limpiar.
Las desventajas de los intercambiadores de calor de placa tubular fija son:
◆El lado de la carcasa no se puede limpiar mecánicamente;
◆Cuando la diferencia de temperatura entre el tubo de intercambio de calor y la carcasa es grande (superior a 50 grados), se generará tensión por diferencia de temperatura. La solución es instalar una junta de dilatación en la carcasa, de modo que la presión en el lado de la carcasa no pueda ser demasiado alta debido a la limitación de la resistencia de la junta de dilatación;
◆Solo es adecuado para ocasiones de trabajo donde el fluido está limpio y no es fácil de escalar, y la diferencia de temperatura entre los dos fluidos es pequeña o la diferencia de temperatura es grande pero la presión lateral de la carcasa no es alta.
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intercambiador de calor de cabeza flotante
El intercambiador de calor de cabeza flotante es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubos. Tiene un extremo de la placa tubular que no está conectado a la carcasa y puede flotar libremente en la dirección axial. También se le llama cabeza flotante. La cabeza flotante se compone de una placa de tubo flotante, un anillo de gancho y una cubierta del extremo de la cabeza flotante, que es una conexión desmontable, y el haz de tubos se puede sacar de la carcasa.
intercambiador de calor de cabeza flotante
Las ventajas de los intercambiadores de calor de cabeza flotante son:
◆Si hay una diferencia de temperatura entre el tubo de intercambio de calor y la carcasa, es decir, cuando la carcasa o el tubo de intercambio de calor se expande, no habrá tensión por diferencia de temperatura;
◆El haz de tubos se puede sacar de la carcasa, lo cual es conveniente para limpiar el interior y entre los tubos.
Las desventajas de los intercambiadores de calor de cabeza flotante son:
◆Estructura complicada, gran cantidad de materiales y alto costo;
◆Si el sello entre la cubierta del cabezal flotante y la placa tubular flotante no es hermético, se producirán fugas internas, lo que resultará en la mezcla de los dos medios.
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Intercambiador de calor de tubo en U
El intercambiador de calor de tubos en forma de U es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubos, que se compone de láminas de tubos, carcasas, haces de tubos y otros componentes. Cada tubo del intercambiador de calor de tubo en U se dobla en forma de U, y la entrada y la salida se instalan respectivamente en ambos lados de la misma placa de tubo. La cabeza está dividida en dos cámaras por un tabique, de modo que cada tubo puede expandirse y contraerse libremente. , independientemente de otros tubos y carcasas.
Intercambiador de calor de tubo en U
Las ventajas de los intercambiadores de calor de tubo en U son:
◆El haz de tubos puede flotar libremente sin tener en cuenta el estrés de la diferencia de temperatura, y puede usarse en ocasiones con una gran diferencia de temperatura;
◆Tiene solo una placa de tubo, menos bridas, menos puntos de fuga y estructura simple;
◆El intercambiador de calor de tubo en forma de U es confiable en operación y de bajo costo.
Las desventajas de los intercambiadores de calor de tubo en U son:
◆Es difícil limpiar el interior del tubo. Dado que el tubo debe tener un cierto radio de curvatura, la tasa de utilización de la placa tubular es baja;
◆La distancia entre los tubos en la capa más interna del haz de tubos es grande y el lado de la carcasa es fácil de cortocircuitar. Cuando la velocidad del flujo en la tubería es demasiado alta, causará una erosión grave en la sección de la tubería curva en forma de U y afectará su vida útil;
◆Si la cámara de aire está dañada, no se puede reemplazar, por lo que la tasa de desechos es alta.
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Intercambiador de calor por pulverización
El intercambiador de calor de rociado es un tipo de intercambiador de calor tubular, que fija los tubos de intercambio de calor en el marco de acero en filas, el fluido caliente fluye en los tubos y el agua de enfriamiento se vierte uniformemente desde el dispositivo de rociado superior, por lo que es también llamado enfriador por pulverización. El exterior del tubo del intercambiador de calor por aspersión es una capa de película líquida con un alto grado de turbulencia, y el coeficiente de transferencia de calor fuera del tubo es mucho mayor que el del intercambiador de calor sumergido. Además, el intercambiador de calor por aspersión se coloca principalmente en el lugar donde circula el aire, y la evaporación del agua de enfriamiento también elimina parte del calor, lo que puede reducir la temperatura del agua de enfriamiento y aumentar la fuerza impulsora de la transferencia de calor. . En comparación con el intercambiador de calor de inmersión, el efecto de transferencia de calor del intercambiador de calor por aspersión mejora considerablemente.
Intercambiador de calor por pulverización
Las ventajas de los intercambiadores de calor por aspersión son:
◆Estructura simple y bajo costo;
◆Puede reducir la temperatura del agua de refrigeración y aumentar la fuerza motriz de la transferencia de calor;
◆Puede soportar alta presión;
◆Fácil mantenimiento y limpieza, bajos requisitos de calidad del agua.
Las desventajas de los intercambiadores de calor por aspersión son:
◆La pulverización desigual de agua de refrigeración afectará el efecto de transferencia de calor;
◆Solo se puede instalar en exteriores.
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Intercambiador de calor de tubos
El intercambiador de calor de carcasa es un tipo de intercambiador de calor de tubos, que es una carcasa circular concéntrica conectada por dos tubos estándar de diferentes tamaños. El exterior se llama el lado de la carcasa y el interior se llama el lado del tubo. Dos medios diferentes pueden fluir a la inversa (o en la misma dirección) en el lado de la carcasa y el lado del tubo para lograr el efecto de intercambio de calor. Los intercambiadores de calor de tubo y tubo generalmente constan de una carcasa (que incluye una carcasa interior y una carcasa exterior), un codo en forma de U, un prensaestopas y similares.
Intercambiador de calor de tubos
Las ventajas de los intercambiadores de calor de carcasa son:
◆Estructura simple, capaz de soportar alta presión;
◆El área de transferencia de calor se puede aumentar o disminuir según las necesidades, lo cual es conveniente para la aplicación.
Las desventajas de los intercambiadores de calor de carcasa son:
◆Hay muchas uniones entre tuberías, que son fáciles de filtrar;
◆Gran área de piso y gran consumo de metal por unidad de superficie de transferencia de calor.
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Intercambiador de calor encamisado
El intercambiador de calor con camisa es un tipo de intercambiador de calor de placas, que se fabrica instalando una camisa en la pared exterior del contenedor y tiene una estructura simple; pero su superficie de calentamiento está limitada por la pared del recipiente y el coeficiente de transferencia de calor no es alto. Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor y hacer que el líquido en el hervidor se caliente uniformemente, se puede instalar un agitador en el hervidor. Cuando se pasa agua de enfriamiento o agente de calentamiento sin cambio de fase a la camisa, también se pueden configurar deflectores en espiral u otras medidas para aumentar la turbulencia en la camisa para aumentar el coeficiente de transferencia de calor en un lado de la camisa. Para compensar la falta de superficie de transferencia de calor, también se pueden instalar serpentines dentro del hervidor. Los intercambiadores de calor con camisa se usan ampliamente para calentar y enfriar procesos de reacción.
Intercambiador de calor encamisado
Las ventajas de los intercambiadores de calor encamisados son:
◆Estructura simple;
◆Fácil de procesar.
Las desventajas de los intercambiadores de calor con camisa son:
◆Pequeña área de transferencia de calor y baja eficiencia de transferencia de calor.
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Intercambiador de calor de placas en espiral
El intercambiador de calor de placas en espiral es un tipo de intercambiador de calor de placas, que está hecho de dos placas de metal paralelas, formando dos canales en espiral concéntricos en el interior. Se coloca una partición en el centro del intercambiador de calor para separar los canales en espiral y se suelda una columna de distancia entre las dos placas para mantener el espacio entre canales.
Intercambiador de calor de placas en espiral
Las ventajas de los intercambiadores de calor de placas en espiral son:
◆Alto coeficiente de transferencia de calor;
◆No es fácil de escalar y bloquear;
◆ Capaz de utilizar una fuente de calor con una temperatura más baja;
◆Estructura compacta.
Las desventajas de los intercambiadores de calor de placas en espiral son:
◆La presión y la temperatura de funcionamiento no deben ser demasiado altas;
◆No es fácil de reacondicionar.
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intercambiador de calor de tubo de calor
El tubo de calor se forma llenando una cierta cantidad de cierto líquido de trabajo en un tubo de metal sellado que elimina el gas no condensable. El líquido de trabajo absorbe calor en el extremo caliente y hierve y se vaporiza. El vapor generado fluye hacia el extremo frío para condensarse y liberar calor latente. El condensado regresa al extremo caliente y hierve y se vaporiza nuevamente. Este ciclo se repite y el calor se transfiere continuamente desde el extremo caliente al extremo frío.
intercambiador de calor de tubo de calor
Las ventajas de los intercambiadores de calor de tubos de calor son:
◆Estructura simple, larga vida útil y operación confiable;
◆Conductividad térmica extremadamente alta y buena propiedad isotérmica;
◆El área de transferencia de calor en ambos lados del lado frío y caliente se puede cambiar arbitrariamente, puede transferir calor a larga distancia y puede controlar la temperatura.
Sus desventajas son:
◆Poca resistencia a la oxidación y resistencia a altas temperaturas.
Precauciones para el uso del intercambiador de calor:
◆Mantenga limpia la red de tuberías. Ya sea antes o después de terminar el trabajo, la red de tuberías debe limpiarse para evitar el bloqueo del intercambiador de calor. Además, se debe prestar atención a la limpieza del dispositivo de descontaminación y el filtro, para que todo el trabajo de intercambio de calor se pueda completar sin problemas.
◆Controlar estrictamente el agua ablandada. Antes de procesar el medio de calentamiento, verifique la calidad del agua en el sistema y en el tanque de ablandamiento, e inyéctelo después de confirmar que la calidad del agua es calificada.
◆ Probar el nuevo sistema. Para el nuevo sistema, no se puede usar de forma alterna con el intercambiador de calor inmediatamente, pero el nuevo sistema debe operarse dentro de un período de tiempo específico, y el intercambiador de calor solo se puede incorporar al sistema después de que se complete la prueba de funcionamiento. El objetivo de esto es evitar que las impurezas en la red de tuberías dañen el equipo interno del intercambiador de calor.
