如何选择合适的热交换器

有各种各样的热交换器市场上的设计，选择用于在流体之间传递热量的最合适的设计需要一些热交换器样式之间的差异。

在这篇文章中，我们讨论关键特征：

热交换器选择中的一个关键问题总是，“什么换热器我的流程需要吗?”
板式换热器

工艺要求来自加工液的基本性质，例如粘度和颗粒。过程还具有热输出要求或热量，必须在流体之间传递，并且必须在该过程结束时发生的温度变化。

如果可能，使用板式热交换器是正确的选择，因为它们是最有效和最昂贵的选择。然而，当流体高度粘稠（厚）或包括颗粒时，管状交换剂可以更有效。

刮擦表面热交换器是最昂贵的选择;当液体非常粘稠或含有大颗粒时，它们也是最有效的选择。刮面可用于所有产品，但成本高，产能低。

加工流体的关键特性

换热器：如何选择合适的单食品行业
换热器：如何选择合适的乳制品行业

热交换器内部的热传递导致两个流体中的温度变化，降低了加热流体的温度并提高冷却器的温度。

流体特性部分地确定应用的热交换器的类型。

流体类型包括:

  • 水
  • 油
  • 牛奶
  • 化妆品
  • 药品

流体的热性质包括：

  • 温度
  • 酸度
  • 流速
  • 腐蚀性
  • 粘度

板式热交换器以比管或刮擦表面模型更高的流速处理低至中粘度流体。

液体的腐蚀性是一个重要的考虑因素，因为它们对换热器部件的影响。如果产品具有腐蚀性，石墨可用于某些工业和制药应用。当流体有一个高盐含量，一个甚至更耐腐蚀的材料，如钛被推荐制作热交换器。

热交换器制造商在提供准确的成本报价之前，通常会询问有关流体的其他细节，包括:

  • 热负荷
  • 温度程序
  • 有问题的液体的物理特性(如果不是标准产品，如牛奶、水或啤酒)
  • 期望的工作压力
  • 最大允许压力下降
  • 可用的蒸汽压力

考虑阶段

根据所处理的流体(液体或气体)，热交换器可分为两大类。

  • 单相热交换器仅处理一个相 - 液体或气体
  • 两阶段热交换器可用于将液体煮沸成气体。这些单位有时称为锅炉。它们也可用于冷凝和蒸发应用。

配置为冷却气体，使它们凝固到液体被称为冷凝器。

热交换器：如何选择正确的次序

换热器的关键设计因素

一些热交换器设计实现了较高的传热速率并在比其他设计更高的温度下运行。具有近温度接近的高传热速率或规格可包括使用34°F和带城市用水的冷却啤酒麦克风的冷却霜，以限制乙二醇冷却器上的负荷。

尺寸和形状也是重要因素，因为空间限制可能决定定位和足迹要求。

需要可扩展性:如果需要扩展或收缩传热容量，因此板式换热器是一个很好的选择，因为您可以通过添加或移除板轻松地改变容量。

选择热交换器时的考虑因素

下表在选择热交换器时概述了几次重量的考虑因素。

特征 板框 壳管 刮表面
每平方英尺的成本 低 低 高的
层 低 低 中等偏上
鸣 高的 中等的 中等的
再生量 高的 中等的 没有一个
维护成本 中等的 低 高的
运营压力 低 高的 高的
使用微粒 较差的 好/优秀 优秀的
CIP能力 优秀的 优秀的 好的
可用建筑材料 好的 好的 好的
住宿时间 低 中等的 中等的
时间长短 中/好 中/好 卓越
过程的灵活性 公平 好的 好的

何时选择板材和框架热交换器

在本节中，我们基于以下方式比较带板和框架热交换器的壳和管道：

  • 能源使用
  • 足迹
  • 易于维护
  • 能力调整
  • 资本支出
热交换器:如何选择正确的一个足迹插图
较小的占地面积和更大的可扩展性使得板式热交换器在需要空间受限或需要缩放灵活性的应用中最佳选择。

1.能源使用

板式换热器高于壳管设计的效率高达五倍。在许多情况下，您可以通过用紧凑的热交换器更换现有的壳管型号来恢复更多的热量。

板架和框架热交换器中的一系列板在板之间产生垫圈空间。这些空间在两个流体之间交替 - 一个热和一个冷。该设计提供了非常高的传热效率，因为板材产生的表面积远大于壳体设计，这些表面大得多将适合在同一空间中。

    热交换器：如何选择右侧侧侧插图

    2.足迹

    壳管热交换器需要比板式热交换器更多的占地空间，因为左侧的比较说明。

    3.易于维护

    高质量的板框式热交换器可以多年高效运行，无需维护。钢板便于检查或清洁．清洁间隔取决于污垢或缩放的量。

    板式换热器比壳管和管更容易清洁和维护，因为它们更容易分开并检查。

    您可以轻松移除板以进行清洁或修理，而壳管型号更加劳动密集型。

    表面上的污泥或鳞片涂层可降低热交换器的热效率。由于板和框架交换机更小，模块化设计，它们比较大的壳管单元更快更易于清洁。

    4.容量调整

    板式换热器相对容易地进行容量调节。板易于访问，添加和删除。相比之下，壳管单元在安装时具有固定容量。

    5.资本费用

    所有权成本始终是决策过程中的一个关键因素。板式热交换器是最低的成本选项因为它可以实现高传热系数 - 具有纯电流的流量 - 给出最有效的传热和最低表面积。维护成本也合理低，特别是与刮表面热交换器相比。主要费用是更换垫圈，偶尔是板块。

    近温度方法，这意味着冷流体被加热到非常接近进入的热流体的温度，允许更多的再生和热回收，使板式换热器是良好的选择。板式换热器的紧凑尺寸对具有狭小空间的应用也很重要。

    板式热交换器的一个关键优势是它们的模块化。安装人员可以在现场组装或拆卸板式换热器单元。这些单位具有约6％的相当壳管单元的重量，同时占据占地面积的约10％。

    除了设备的资本性费用外，资本成本包括:

    • 船运
    • 处理
    • 安装
    • 对单位的终身维护
    为了提高能效，使用较小的热交换器满足现有要求转化为运输和安装的节省。

    何时选择壳管热交换器

    基本的管壳原理移动产品通过一束平行管与加热流体之间和周围的管。

    称呼管内流动的流体管侧液体；流体在管的外部流动称为壳侧液体．管侧流体通过管板与壳侧流体分离。

    在两种流体在不同压力下流动的应用中，高压流体通常流经管道，低压流体在壳侧流动。

    原因是成本:高压管比高压壳便宜。
    热交换器：如何选择右一个 - shell和管动画

    由于壳和管之间的间隙较大，而不是板式热交换器的板，壳管设计是含有颗粒状的液体的良好选择 - 例如浆汁。

    因为壳管热交换器由内部带有管束的大压血管壳组成，因此它们可以在比其他一些设计更高的压力下进行热传递。

    污垢

    壳管设计的另一个优点是您正在处理的流体耗尽设备的潜力较低。热交换器的污染是从通过或通过传热表面通过的流体的沉积物的积累。

    结垢问题归结为污染对交易器性能的影响以及您可以轻松清洁设备。

    如果壳体侧是运行高污垢液体的正确选择，则向管添加挡板可能是增加湍流的有效方法，并降低颗粒的机会粘在壳体内部的机会或管道的内部。

    换热器污垢

    在换热器中污染出现原因：

    • 结晶：这是由盐引起的，使冷却时溶解和结晶。考虑壳管设计，用于高温变化的高盐含量的液体。
    • 沉降，或砂，生锈或其他化合物的沉积物：沉淀来自腐蚀产品，金属氧化物，淤泥，氧化铝和硅藻（微藻）及其排泄物。在某些情况下可以进行速度调节以减少沉淀的影响。
    • 腐蚀：由于腐蚀引起的污垢会影响设备的传热性能，因此应尽可能考虑换热器材料和流体的性能，避免腐蚀。要了解更多，请阅读如何清洁和维护您的热交换器。
    • 镶嵌物:在热交换器部件的表面上的地壳或涂层的地壳或涂层的累积。
    • 缩放：一种由碳酸钙，硫酸钙和硅酸盐引起的结合类型。
    • 生物生长：生物污垢来源包括细菌，线虫和原生动物。

    何时选择刮擦表面的热交换器

    一些过程需要传热，防止粘性和粘性产品污染。在这些过程中，刮面热交换器是正确的选择，因为它们能够处理含有大量颗粒或高粘度的流体。

    使用表面切屑设计可以帮助处理器从批处理移动到连续处理。虽然在制药加工中可能需要批处理以满足安全和纯度要求，但由于其减少浪费和提高生产力的潜力，连续流加工通常在食品加工中更可取。

    此外，刮擦表面热交换器可以进行相变（用于冰淇淋等产品），并蒸发以烹饪和浓缩酱油等产品。

    用于刮擦表面热交换器的应用

    • 婴儿食品
    • 面团
    • 巧克力蔓延
    • 水果饼馅料
    • 明胶
    • 肉汁
    • 鹰嘴豆泥
    • 番茄酱
    • 甘草
    • 蛋黄酱
    • 机械去骨的肉
    • 诺加特
    • 花生酱
    • 披萨酱
    • 布丁
    • 沙拉酱
    • 莎莎和玉米卷馅料
    • 三明治利差
    • 酱汁
    • 洗发水
    • 皮肤乳液
    • 鞭打/充气产品
    换热器：如何选择右一个 - Contherm热交换器
    Alfa Laval Contherm刮擦表面热交换器

    制作您的选择

    为了帮助选型过程，制造商通常会提供如下图所示的对比图表。

    热交换器
    平均间隙（mm）
    粒度（mm）
    纤维长度（mm）
    纸浆%
    粘度Cps.

    板框

    典型的工业板

    2.4 - -3.95

    DIA 0.5

    1

    2

    2500

    典型的卫生盘子

    3.95

    DIA 0.5

    1

    3.

    5000

    低接触点板

    3.95

    DIA 0.5

    5.

    7.

    1000

    壳管

    monotube.

    管道Dia 14-97.6

    Dia 12 - 95

    可达50毫米

    没有限制

    1000

    多元图

    管道直径12-22.6 id

    DIA 5-10

    最高可达18毫米

    60.

    1200

    环形空间

    间隙5-49 mm

    DIA 3-47

    高达35毫米

    80

    12000.

    刮表面

    可达31毫米

    没有限制

    没有限制

    选择合适的热交换器的指南

    本指南专为处理器，生产经理和机械工程师而设计，可以帮助热交换器选择过程。

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    下一步

    由于市场上有各种各样的换热器设计，选择最合适的设计在流体之间传递热量可能是困难的!

    我们在这里提供帮助！无论您是需要零件要保留当前单位运行，可直接更换磨损或低效的热交换器，或新工艺的新单位，CSI可以支持您。

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    Central States Industrial Equipment (CSI) is a leader in distribution of hygienic pipe, valves, fittings, pumps, heat exchangers, and MRO supplies for hygienic industrial processors, with four distribution facilities across the U.S. CSI also provides detail design and execution for hygienic process systems in the food, dairy, beverage, pharmaceutical, biotechnology, and personal care industries. Specializing in process piping, system start-ups, and cleaning systems, CSI leverages technology, intellectual property, and industry expertise to deliver solutions to processing problems. More information can be found atwww.xxshagua.com．

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