Gli scambiatori di calore sono comunemente usati per il raffreddamento elettrico e anche i progetti di base possono aiutare a ridurre in modo significativo i costi generali associati al raffreddamento elettrico. Tuttavia, i design degli scambiatori di calore si sono evoluti in modo significativo nel corso degli anni per soddisfare i requisiti di raffreddamento elettrico più avanzati, rendendo più difficile che mai la scelta di quello giusto. Scorri verso il basso per vedere gli ultimi design e le loro applicazioni.
Sommario
Analisi del mercato degli scambiatori di calore
Cosa sono gli scambiatori di calore
Cosa considerare quando si seleziona uno scambiatore di calore
Conclusione
Analisi del mercato degli scambiatori di calore
Il mercato globale degli scambiatori di calore è stato valutato in US $17.58 miliardi nel 2022 e si prevede che crescerà a un CAGR del 5.1% tra il 2023 e il 2030. crescita durante il periodo di previsione.
Inoltre, i progressi tecnologici per migliorare calore La durata, il costo, l'efficienza energetica e la compattezza degli scambiatori alimenteranno le vendite nei prossimi anni. Gli Stati Uniti sono emersi come il primo mercato nel 2022, grazie all'industrializzazione e ai rapidi investimenti nella generazione di energia rinnovabile. Altri mercati energetici significativi includono Giappone, Cina, India e Russia.
Cosa sono gli scambiatori di calore?
Gli scambiatori di calore sono dispositivi che trasferiscono energia termica da un liquido fluido a un altro per controllare la temperatura di una sostanza. Gli scambiatori di calore in genere separano due flussi liquidi, uno freddo e uno caldo, utilizzando una piastra termicamente conduttiva, spostando l'energia termica da un flusso all'altro. Gli scambiatori di calore comuni includono caldaie, fornaci, frigoriferi, condizionatori d'aria e radiatori per autoveicoli.
calore scambiatori sono comunemente classificati in tre tipi in base al loro design: placcati, a guscio e tubo e ACHE. Questi tre tipi differiscono notevolmente per design, complessità e applicazioni.
Scambiatori di calore a piastre oa piastre
Le lastre di metallo utilizzate in questi calore gli scambiatori fungono da barriera termicamente conduttiva tra i fluidi. I liquidi freddi e caldi circolano tra le piastre, mentre le alette fisse note come deflettori dirigono la guida di selezione dello scambiatore di calore tra di loro. A causa della loro maggiore superficie, le piastre sono più efficienti degli scambiatori a tubi. Tuttavia, sigillare guarnizioni di grandi dimensioni tra queste piastre è difficile, limitando questi dispositivi alla produzione su piccola scala e alle applicazioni a bassa viscosità con requisiti di pressione e temperatura di esercizio da minimi a moderati, in genere inferiori a 150 °C.
Vantaggi
Si ritiene che gli scambiatori di calore a piastre siano cinque volte più efficienti dei modelli a fascio tubiero perché possono recuperare più calore. Inoltre occupano meno spazio sul pavimento, hanno una vita utile più lunga e richiedono poca manutenzione. Le lastre sono inoltre facilmente ispezionabili o pulibili. Inoltre, gli scambiatori di calore a piastre hanno bassi costi operativi grazie alla possibilità di ottenere elevati trasferimenti di calore attraverso una piccola superficie. La spesa principale deriva dalla sostituzione delle guarnizioni e, occasionalmente, delle piastre.
Gli scambiatori a piastre sono una scelta eccellente perché utilizzano un approccio a temperatura ravvicinata, in cui il fluido freddo viene riscaldato a una temperatura vicina a quella di un fluido caldo in ingresso, consentendo una maggiore rigenerazione e recupero di calore. Fanno anche una buona scelta per le aree con spazio limitato.
La modularità di questo prodotto è un ulteriore vantaggio: sono facili da montare e smontare in loco perché pesano solo il 6% in più delle unità a fascio tubiero.
Scambiatori di calore a fascio tubiero
Negli scambiatori di calore a fascio tubiero, una serie di tubi rettangolari o tondi sono racchiusi in un involucro più grande di forma cilindrica. In questi tubi scorre il fluido da riscaldare o raffreddare, mentre il fluido secondario (trasduttore di calore) scorre su di essi all'interno del mantello. Questo flusso è diretto da setti, che supportano anche i fasci tubieri.
Questo tipo di scambiatore è piuttosto popolare, rappresentando il 60% di tutti gli scambiatori di calore. Possono essere utilizzati sia in ambienti a bassa che ad alta pressione e temperatura, ma la loro struttura robusta li rende particolarmente adatti per applicazioni ad alta pressione. Hanno anche un elevato rapporto peso/volume per il trasferimento di calore. I tipi a fascio tubiero sono comunemente utilizzati nei generatori di vapore, nelle centrali elettriche e nelle applicazioni di raffreddamento di olio e fluido idraulico nei motori.
Vantaggi
A causa degli ampi giochi tra l'involucro e i tubi, questo design è adatto per fluidi contenenti particolato. Possono anche gestire pressioni più elevate calore trasferisce meglio di altri modelli perché hanno un grande involucro del recipiente a pressione con fasci di tubi all'interno.
Inoltre, è meno probabile che i fluidi sporchino l'apparecchiatura nei modelli a fascio tubiero. Il fouling si riferisce all'accumulo di depositi dai fluidi che passano durante il trasferimento di calore. Inoltre, durante la lavorazione di liquidi altamente incrostanti, è possibile aggiungere dei deflettori al tubo per aumentare la turbolenza e ridurre la possibilità che le particelle aderiscano all'interno dei tubi.
Scambiatori di calore raffreddati ad aria (ACHE)
Scambiatori di calore raffreddati ad aria, noti anche come ventilatori a pinne, utilizzano l'aria per respingere direttamente il calore da un flusso di fluido. I ventilatori spingono l'aria sulla superficie dei fasci tubieri o delle piastre, che contengono il fluido di processo. Sono un'ottima alternativa agli scambiatori di calore a fascio tubiero raffreddati ad acqua standard, soprattutto quando l'acqua scarseggia.
Questo tipo di scambiatore di calore viene utilizzato in una varietà di applicazioni. Sono facili da usare e mantenere perché l'aria non provoca corrosione o contamina il fluido. Inoltre, anche le questioni ambientali sono considerate meno preoccupanti con gli scambiatori di calore raffreddati ad aria.
Vantaggi
Si ritiene che gli ACHE siano più efficienti del guscio e del tubo disegni. Poiché hanno un sistema a circuito chiuso, presentano un rischio minimo di contaminazione del fluido. Inoltre, non richiedono l'uso di acqua, prevenendo carenze idriche ed eliminando la necessità di a impianto di trattamento delle acque. Inoltre richiedono poca manutenzione e non necessitano di frequenti pulizie.
Cosa considerare quando si seleziona uno scambiatore di calore
Il primo passo consiste nell'analizzare a fondo il design e le applicazioni dello scambiatore di calore da varie prospettive. Ciò include l'esame del suo sistema elettrico, delle proprietà di gestione termica, del design e di altri aspetti. Inoltre, il sistema deve avere le dimensioni giuste per adattarsi allo spazio disponibile e fornire un'efficienza di raffreddamento ottimale. I risultati di questa analisi aiuteranno a determinare il miglior tipo di scambiatore di calore per l'applicazione in questione.
Raffreddamento ambientale
Quando si scelgono gli scambiatori di calore, vale la pena conoscere i vantaggi del raffreddamento dell'ambiente:. il processo di mantenimento della temperatura interna dell'armadio elettrico appena al di sopra della temperatura ambiente esterna. In molti casi, il raffreddamento ambientale soddisfa i requisiti di raffreddamento di un sistema.
Il raffreddamento può essere ottenuto utilizzando metodi rispettosi dell'ambiente, come l'utilizzo di fluidi di raffreddamento per assorbire e trasferire i rifiuti elettrici calore. Inoltre, il passaggio dai metodi tradizionali, come le unità di compressione dell'aria, al raffreddamento naturale dell'ambiente può portare a operazioni più efficienti dal punto di vista energetico ea bassa manutenzione.
Gestione termica
Come indicato in precedenza, un sistema di raffreddamento più snello presenta numerosi vantaggi, tra cui minori costi operativi. Le aziende dovrebbero, tuttavia, considerare altre aree in cui la gestione termica può essere semplificata e se idonea calore lo scambiatore può renderlo possibile.
Ad esempio, molti utilizzano processi interni di trattamento delle acque reflue che richiedono l'uso costante del calore. Se possibile, gli scambiatori di calore possono essere progettati per riutilizzare il calore elettrico di scarto per altre applicazioni, come il trattamento delle acque reflue.
Applicazioni
Gli scambiatori a fascio tubiero sono utilizzati in una varietà di processi industriali, tra cui la generazione di vapore, la raffinazione e il raffreddamento del petrolio e il raffreddamento industriale. Gli scambiatori di calore a piastre, invece, sono comunemente utilizzati nei forni e negli impianti di lavorazione chimica.
Gli scambiatori di calore raffreddati ad aria sono ampiamente utilizzati nell'industria petrolifera e del gas, negli impianti petrolchimici e nelle raffinerie in condizioni di alta pressione e alta temperatura, nonché in ambienti con fluidi corrosivi.
Conclusione
Gli scambiatori di calore sono ampiamente utilizzati in tutti i settori per trasferire il calore da un mezzo all'altro. Comprendere i vantaggi di ogni progetto di scambiatore di calore consente agli individui di fare scelte migliori quando si tratta di selezionare quello giusto per loro, aumentando la produttività e la precisione. Visita Chovm.com per vedere tutte le ultime novità.
