Dlouho se mělo za to, že konstrukce se spirálovou ploutví je jedinou možností pro použití v prostředích, která vyžadují těžké materiály, dlouhou životnost a celkovou odolnost. Cívky s plátovými žebry byly považovány za příliš křehké pro náročné průmyslové aplikace. Ale v posledních několika desetiletích je stále běžnější vidět výměníky tepla ve stylu deskových žeber používaných pro houf v průmyslových aplikacích.
To neznamená, že spirálové ploutve nahradily spirálové ploutve. Stále existuje nesčetné množství aplikací, kde jsou spirály se spirálovými žebry tou nejlepší volbou, ale nové procesy, které umožňují věci jako těžší rozměry žeber, znamenaly, že možnosti deskových žeber se staly populárnějšími pro aplikace, kde by se dříve uvažovalo pouze o konstrukci se spirálovými žebry.
V tomto příspěvku budeme diskutovat o obou typech výměníků tepla - o některých podrobnostech o tom, jak jsou konstruovány, ao výhodách každého z nich.
Talířová ploutev
V deskovém výměníku tepla jsou trubky vloženy řadou kovových „žeber“. Tato žebra jsou vyrobena z kontinuálního svitku (0,004” až 0,032”) kovu – například mědi nebo hliníku – který se vede lisem, který děruje otvory pro trubky a řeže plech na požadovanou velikost. K dosažení tohoto cíle používají lisy několik různých typů matric, které umožňují variabilní konfigurace žeber na palec (FPI), rozteče trubek a průměru trubky.
Potom se skrz žebra zasunou trubky. Dále se trubky roztáhnou, aby vytvořily bezpečné spojení uvnitř svazku žeber, aby se maximalizoval přenos tepla mezi trubkami a žebry. Toho lze dosáhnout buď mechanickým procesem nebo použitím tlakové vody.
Výhody
1. Rozmanitost materiálových možností: Ve svitcích plátových žeber mohou být žebra vyrobena z libovolného počtu materiálů. Některé populární příklady jsou měď, hliník, uhlíková ocel a nerezová ocel, přičemž materiály jako měď-nikl jsou méně běžné, ale nejsou neslýchané.
2. Různé možnosti konfigurace povrchu ploutví: Ploutve lze vyrobit pomocí různých vzorů a vylepšení, které kromě jiných funkcí zvyšují turbulenci vzduchu nebo usnadňují čištění cívky. Některé oblíbené povrchy ploutví jsou:
Plochá ploutev
Vlnitá ploutev
Sinusová ploutev
Zvednutá ploutev kopí
Lžícená ploutev
3. Výkon přenosu tepla: Cívky s deskovými žebry by mohly poskytovat lepší koeficient přenosu tepla na straně vzduchu, než jaký poskytují spirálově obalená žebra, protože mají větší sekundární povrch, což znamená, že energie je přenášena přes cívku efektivněji.
4. Variabilita hustoty žeber: Konstrukce deskových výměníků tepla umožňuje širokou škálu hustot žeber s typickým rozsahem 1 až 25 FPI. Cívky se standardními spirálově omotanými žebry bývají v této oblasti omezenější, přičemž typický rozsah je 4 až 13 FPI, ale některá spirálově ovinutá žebra s velmi nízkou výškou žeber mohou dosáhnout mnohem větší FPI.
Spirálová ploutev
Také nazývaný spirálový design ploutví, spirálově zabalené ploutve jsou v podstatě přesně takové - spirálovité ploutve omotané kolem trubky. Na rozdíl od konstrukcí deskových žeber, které zahrnují více trubek procházejících společným žebrem, spirálově obalená žebra zahrnují, že každá trubka je obklopena spirálovými žebry po celé své délce.
Výhody
1. Potenciál pro snadnou výměnu: Na rozdíl od provedení deskových žeber, kde odstranění a výměna jednotlivých součástí může být méně hospodárná než výměna celé cívky, určité spirálově ovinuté konstrukce umožňují snadnou výměnu trubek, pokud se poškodí.
2. Velmi dobrý kontakt mezi žebrem a trubkou a spojení (zejména při použití metody s vloženými žebry): Existuje několik různých metod používaných k výrobě spirálově ovinuté žebrované trubky. Metoda s vloženými žebry vytváří nejlepší spojení mezi žebry a trubkou a lze ji použít při vyšších teplotách, zatímco možnosti vinutí okraje a L patky jsou vhodnější pro aplikace při nižších teplotách.
• Navinutý okraj – pruh materiálu žebra je navinut na trubku v kolmé orientaci, čímž vznikne souvislá spirálová žebra po délce trubky. Žebro a trubka jsou spojeny tahem.
• Zavinovací nebo „L“-patka – pásek z žebrového materiálu je na trubku nasunut tak, že část žebrového pásu se ohne o 90° a položí se rovnoběžně s trubkou a vytvoří „nohu“. Tato patka zvětšuje kontaktní plochu žebra s trubkou a zajišťuje další přenos tepla. Tato metoda také spoléhá na tahovou vazbu.
• Embedded: U této metody se na povrchu trubky vyorá drážka a pás žeber se navine do drážky. Okraje drážky jsou posunuty zpět dolů přes okraj ploutve, aby se ploutev zajistila na místě. Díky této metodě se samotný materiál trubky spojí s žebrem, spojem, který je zachován i při vysokoteplotních aplikacích.
3. Více materiálových možností při vysokých teplotách: Pro aplikace, které zahrnují teploty vzduchu mezi 400 a 700 °F, jsou možná spirálově obalená žebra vyrobená z hliníku a oceli, zatímco spirálové žebrové svitky musí být vyrobeny s použitím ocelových žeber a trubek, když se provozují při takových teplotách.
