Zatkane kamieniem i pożerające czynnik chłodniczy wymienniki płaszczowo-rurowe idą do wymiany! Asymetryczne płytowe wymienniki lutowane miedzią zwiększają transfer ciepła 3-krotnie
Zatkane kamieniem i pożerające czynnik chłodniczy wymienniki płaszczowo-rurowe idą do wymiany! Asymetryczne płytowe wymienniki lutowane miedzią zwiększają transfer ciepła 3-krotnie
Gdy na wtryskarni lub przy prasach hydraulicznych temperatura oleju przekracza 55°C, przyczyną rzadko bywa za mała chłodnica wentylatorowa – wąskim gardłem jest zarośnięty osadem wymiennik ciepła o przepływie laminarnym. Asymetryczna geometria kanałów rozwiązuje ten problem u źródła.
Dlaczego symetryczne wymienniki i układy płaszczowo-rurowe marnują energię?
W klasycznych wymiennikach płaszczowo-rurowych (Shell & Tube) woda chłodząca lub olej hydrauliczny płynie w przestrzeni międzyrurowej ze stosunkowo niską prędkością, tworząc za przegrodami tzw. strefy martwe. W miejscach tych prędkość przepływu spada niemal do zera, co sprzyja wytrącaniu się węglanu wapnia (kamienia kotłowego), osadzaniu szlamu biologicznego oraz tworzeniu grubej, izolującej cieplnie warstwy przyściennej (Boundary Layer). Już 1 milimetr kamienia kotłowego na rurkach obniża sprawność wymiany ciepła o ponad 30%, zmuszając sprężarki chillera do pracy na wyższym ciśnieniu skraplania.
Z kolei standardowe, symetryczne płytowe wymienniki lutowane (BPHE) posiadają identyczny przekrój kanału zarówno po stronie czynnika chłodniczego (lub pary), jak i po stronie cieczy odbierającej ciepło (wody lodowej, glikolu lub oleju hydraulicznego). Ponieważ objętościowe natężenie przepływu wody lub oleju jest kilkukrotnie wyższe od objętości cieczy chłodniczej, w symetrycznym wymienniku dochodzi do ogromnego dławienia hydraulicznego po stronie wodnej/olejowej (spadek ciśnienia sięga 0,8–1,5 bar), co wymaga przewymiarowanych pomp obiegowych.
// ARCHITEKTURA KANAŁÓW ASYMETRYCZNYCH (STAL AISI 316L LUTOWANA PRÓŻNIOWO MIEDZIĄ)
Zróżnicowanie głębokości tłoczenia sąsiadujących płyt pozwala na idealne dopasowanie przekroju hydraulicznego do gęstości i lepkości obu mediów:
KANAŁ WĄSKI (Strona Czynnika Roboczego / Freonu / CO2)
Zredukowana o 40% objętość kanału sprawia, że czynnik chłodniczy ściśle przylega do mikro-tłoczonej powierzchni płyty. Zapotrzebowanie całej instalacji na drogi czynnik chłodniczy (np. R1234ze lub R290) spada aż o 66%, a burzliwe wrzenie następuje na całej wysokości pakietu płytowego.
KANAŁ SZEROKI (Strona Wody Lodowej / Glikolu / Oleju)
Poszerzony przekrój kanału po stronie wtórnej obniża opory hydrauliczne o 45%. Jednocześnie specjalne profilowanie typu Dimple / Micro-Chevron rozbija film przyścienny, wywołując pełną turbulencję już przy liczbie Reynoldsa Re < 200 (w rurach gładkich turbulencja wymaga Re > 2300!).
Efekt samooczyszczania (Self-Cleaning) i zbliżenie temperatur do 1°C
Wysoka burzliwość przepływu w asymetrycznych mikrokanałach generuje na powierzchni stali kwasoodpornej naprężenia styczne (ścinające) przekraczające 50 Pa. Siła ta fizycznie zrywa zarodki krystalizacji kamienia kotłowego oraz osady z utlenionego oleju, zanim zdążą przywrzeć do ścianki wymiennika. Dodatkowo, wysoka sprawność termodynamiczna pozwala na osiągnięcie tzw. zbliżenia temperatur (Temperature Approach – różnicy między temperaturą medium chłodzącego a chłodzonego) na poziomie zaledwie 0,8–1,0°C (wobec 5–7°C w wymiennikach płaszczowo-rurowych). Każdy 1°C wyższej temperatury parowania w agregacie wody lodowej to bezpośredni spadek zużycia energii elektrycznej przez sprężarkę chłodniczą o 3% do 4%!
Kluczowi Producenci Asymetrycznych Wymienników Płytowych
Asymetryczne wymienniki lutowane miedzią lub w 100% stalą nierdzewną (AlfaNova) o ciśnieniu roboczym do 45–140 bar dla układów chłodniczych i olejowych.
Opatentowana geometria łącząca minimalną pojemność po stronie freonu/propanu z ultraniskim oporem tłoczenia po stronie glikolu i wody technologicznej.
Wymienniki z punktowym tłoczeniem kraterowym (Dimple Pattern) eliminujące strefy martwe i podnoszące wydajność parowników oraz skraplaczy.
| Parametr Techniczny | Wymiennik Płaszczowo-Rurowy | Symetryczny Wymiennik Płytowy | Asymetryczny Wymiennik Płytowy (MPHE) |
|---|---|---|---|
| Początek przepływu turbulentnego | Re > 2300 (Duży udział stref martwych) | Re > 400 | Re < 200 (Turbulencja przy niskim przepływie) |
| Zbliżenie temperatur (Approach Temp.) | 5,0 – 7,0°C (Niska sprawność chillera) | 2,0 – 2,5°C | 0,8 – 1,0°C (+12% sprawności COP agregatu) |
| Opór przepływu po stronie wody/oleju | Niski (Kosztem ogromnych gabarytów) | Wysoki (Silne dławienie pompy) | Obniżony o 45% dzięki szerokim kanałom |
| Zajmowana przestrzeń montażowa | 100% (Wymaga miejsca na wyciąganie wężownicy) | 20% objętości rurowego | 12% objętości rurowego (Ultrakompaktowy) |
Author: INTEGRATORPRZEMYSŁOWY.PL
