Plaat- en framewarmtewisselaar: wat, hoe, typen, werken, dimensionering, reiniging, toepassingen

Op industrieel gebied wordt voor verschillende doeleinden "Plaat- en frame-warmtewisselaar" gebruikt. In de plaat- en framewarmtewisselaar wordt de temperatuur en warmteoverdracht altijd van hoger naar lager overgedragen.

In het industriële gebied worden de warmtewisselaars in grote hoeveelheden gebruikt, waaronder de platen- en frame-warmtewisselaar. De plaat- en frame-warmtewisselaar wordt gebruikt als een metalen plaat waardoor warmte kan worden overgedragen tussen de aanwezigheid van twee vloeistoffen. Het is een frame dragen en tussen een volger en hoofd geklemd.

Wat is een platen- en framewarmtewisselaar?

Plaat- en framewarmtewisselaar is een apparaat dat de meest geschikte warmtewisselaar is voor het uitwisselen van de druk van lage druk naar gemiddelde druk door het medium van drukvloeistoffen. Het wordt gebruikt in vrije koeling, ketels.

De plaat- en framewarmtewisselaar is een apparaat dat wordt gebruikt in een opeenvolging van metalen platen waarbij de warmte vrij de ene vloeistof naar de andere vloeistof kan verplaatsen. De platen van de plaat- en framewarmtewisselaar zijn over elkaar geplaatst, dus het zou een opeenvolgend kanaal kunnen creëren zodat de drukvloeistof erin kan bewegen.

Plaat en frame warmtewisselaar
Plaat en frame warmtewisselaar Image Credit – Wikimedia Commons
Individuele plaat van plaat- en framewarmtewisselaar
Individuele plaat van plaat en frame warmtewisselaar
Image Credit - Wikipedia

Hoe werkt de plaat- en framewarmtewisselaar?

De plaat- en framewarmtewisselaar is een apparaat dat veel wordt gebruikt in kleine gelaste ontwerpen. Het belangrijkste gemak van de plaat- en framewarmtewisselaar is dat drukvloeistof gemakkelijk over metalen platen kan worden verdeeld.

De pakkingplaten van de plaat- en framewarmtewisselaar verminderen de warmte door het oppervlak van de wisselaar en helpen bij het scheiden van het medium van het warme naar het medium van de kou. Om deze reden gebruiken lagere temperatuur vloeistof, gas en hogere temperatuur vloeistof, gas een minimaal energieniveau.

Het werkingsprincipe van de plaat- en framewarmtewisselaar is diep afgeleid in onderstaande sectie,

Aan het begin van het proces meerdere borden zijn op elkaar gestapeld.

Pakkingen worden gebruikt in de plaat- en framewarmtewisselaar, dus dit kan voorkomen: vloeistoffen die vanuit de wisselplaten binnenkomen. De pakkingen kunnen gemakkelijk naar links of rechts worden verplaatst voor het maken van een blok. In elk kanaal van de platen zullen zeker twee vloeistoffen stromen. De gaten van de pakkingplaten in de plaat- en framewarmtewisselaar komen op deze manier vanaf a pijp net als een kanaal van waaruit vloeistof kan stromen.

Als we door de pakkingplaten van de plaat en het frame van de warmtewisselaar gaan, kunnen we zien dat de kant van de pakkingplaat van de plaatsvervanger blok is.

Als er koelere vloeistof door de plaat- en framewarmtewisselaar kan gaan, komt de vloeistof binnen via de linker boveninlaat.

Na het invoeren van de koelere vloeistof kan het: stromen door plaat 2, plaat 4 en plaat 6. Daarna verliet de koelere vloeistof een hoge temperatuur en vloeide uit de linkerkant onderkant buiten.

In de volgende stap komt de vloeistof met hoge temperatuur binnen via de rechterkant van de onderste inlaat, dan kan het: stromen door plaat 1, plaat 3 en plaat 5. Daarna de hete vloeistof ontladingen van de rechter bovenuitlaat.

De pakking van de plaat- en framewarmtewisselaar laat de vloeistof in het specifieke kanaal stromen.

In dit proces de platen die de kanalen bevatten van waaruit vloeistoffen komen stroomt met verschillende temperatuur en het heeft altijd de neiging om vloeistof van hoge temperatuur naar koude temperatuur te laten stromen.  

De vloeistof met een hogere temperatuur draagt ​​een kleine hoeveelheid thermische energie over aan de vloeistof met een lagere temperatuur. Het verschillende type van twee vloeistoffen combineert nooit tegen elkaar en zij nooit ontmoet aan elkaar alleen vanwege de scheiding wordt gedaan door de wand van de metalen plaat. Om deze reden werd de vloeistof met een lagere temperatuur heet en werd de vloeistof met een lagere temperatuur koud. De hoeveelheid uitwisseling van de warmte in de platen- en framewarmtewisselaar is eenvoudig van het type.

We moeten er altijd voor zorgen dat de beschermhulzen moeten met de spanstangen over de schroefdraad worden bevestigd. Geïsoleerd moet meer thermisch worden gehouden energie-niveau.

De stroom van de vloeistof is tegen stroom.

Het tegenstroomprincipe is alleen het meest effectief vanwege het loggemiddelde temperatuurverschil. Logaritmisch gemiddelde van het temperatuurverschil (LMTD) is het grootst.

Soorten plaat- en framewarmtewisselaar:

De platen- en framewarmtewisselaar kan in vier categorieën worden ingedeeld. Zij zijn,

  1. Gesoldeerde plaat en frame warmtewisselaar
  2. Plaat- en framewarmtewisselaar met pakkingen
  3. Gelaste plaat en frame warmtewisselaar
  4. Halfgelaste plaat- en framewarmtewisselaar

De typen plaat- en framewarmtewisselaarclassificaties worden hieronder beschreven,

Gesoldeerde plaat en frame warmtewisselaar:

De structuur van de gesoldeerde plaat- en framewarmtewisselaar is voorzien van zowel de pakking van de apparatuurnaam als het frame. Gesoldeerde platen- en frame-warmtewisselaars worden voornamelijk gebruikt voor kleine toepassingen, maar nu een gesoldeerde plaat- en frame-warmtewisselaar voor grote toepassingen. In de koel- en automobielsector wordt het voornamelijk gebruikt.

Gebruik in de gesoldeerde plaat en framewarmtewisselaar roestvrij staal en koper solderen wordt gebruikt om de platen te maken om deze reden heeft het hoge corrosiebestendige eigenschappen. Deze gesoldeerde plaat- en framewarmtewisselaars zijn zeer licht van gewicht en efficiënt om deze reden dit type van warmtewisselaar is economisch.

De gesoldeerde plaat en de warmtewisselaar van het frame bevatten dunne metalen platen om de vloeistof onder druk te isoleren, maar de metalen bladen vormen samen een volledige afdichting. De afdichting van deze warmtewisselaar wordt gevormd met behulp van het positioneren en hardsolderen van de metalen platen waarmee de vloeistofstroom kan worden bepaald. Het bevat zowel hoge druk als hogere temperatuur.

De voordelen van het gebruik van een gesoldeerde plaat- en framewarmtewisselaar zijn:

  1. Er worden wisselaars gebruikt.
  2. Lage onderhoudskosten.
  3. Ontwerp van constructie is eenvoudig.
  4. Warmteverlies is zeer minimaal.

Plaat- en framewarmtewisselaar met pakking:

In plaat- en framewarmtewisselaars met pakkingen worden meerdere dunne metalen platen gebruikt om de structuur van het kanaal te maken. De verwarmings- of koelcapaciteit kan worden verhoogd of verlaagd door de interne dunne metalen platen toe te voegen of af te trekken. Het doel van reparatie of wassen kan ook worden gedemonteerd. De metalen die worden gebruikt om de dunne platen te maken, zijn roestvrij staal, platina en zacht staal. In plaat- en framewarmtewisselaarpakkingen met pakkingen zijn gemaakt van rubber.

In procestechniek, automobielsector, zware HVAC wordt de plaat- en framewarmtewisselaar met pakkingen veel gebruikt.

Lees meer over OVERVERHITTING HVAC: HET IS BELANGRIJKE CONCEPTEN EN 3 VEELGESTELDE VRAGEN

De voordelen van het gebruik van platen- en framewarmtewisselaars met pakkingen zijn:

  1. Lage onderhoudskosten.
  2. Lekkage kan eenvoudig worden voorkomen.
  3. Vervanging van expansieventiel is niet moeilijk.
  4. Het schoonmaken van de dunne metalen platen is geen probleem.

Gelaste plaat en frame warmtewisselaar:

Als we naar de structuur van de gelaste plaat- en framewarmtewisselaar kijken, kunnen we zien dat de binnenstructuur zo vergelijkbaar is met de plaat- en framewarmtewisselaar met pakkingen.

De voordelen van het gebruik van een gelaste plaat- en framewarmtewisselaar zijn:

  1. Het verlies van vocht is veel minder.
  2. Het is een zeer robuust type.
  3. Bijtende of hete vloeistof kan er gemakkelijk in bewegen.

Halfgelaste plaat- en framewarmtewisselaar:

Met behulp van twee platenpaar de interne metalen platen zijn gemaakt van en ze zijn gelast. Een ander paar pakkingen, het ene paar is gelast voor het maken van een fluïdumpad en een ander paar is voorzien van pakkingen voor het maken van een fluïdumpad.

De voordelen van het gebruik van een halfgelaste plaat- en framewarmtewisselaar zijn:

  1. Het verlies van vocht is veel minder.
  2. Het verplaatsen van zware materialen is geen probleem.

Plaat en frame warmtewisselaar diagram:

Het diagram van de plaat- en framewarmtewisselaar wordt hieronder gegeven,

Plaat en frame warmtewisselaar
Plaat en frame warmtewisselaar diagram
Image Credit - Wikipedia

Toepassingen van platen- en framewarmtewisselaars:

De toepassing van plaat- en framewarmtewisselaar worden hieronder gegeven,

  1. Warmtepomp isolatie
  2. Waterkokers
  3. Restwarmteterugwinning
  4. Gratis koeling
  5. Koeltoren isolatie

Warmtepomp isolatie:

voor het beschermen van de warmtepomp van de verontreinigingen in de toevoer van water graham platenwisselaar worden gebruikt. De cabine met een hoge mate van turbulentie kan gemakkelijk worden onderhouden door de platenwisselaar van Graham, die vervuiling vermindert en geschikt is voor het stromen van de vloeistof met hogere temperatuur.

Waterkokers:

Roestvrij staal wordt gebruikt om waterverwarmers te maken. Het heeft een hoge mate van warmteoverdracht en weerstand bij corrosie. In waterverwarmers worden voornamelijk Graham-platenwisselaars gebruikt die geschikt zijn voor het stromen van de vloeistof met een hogere temperatuur.

Water heater
Water heater
Image Credit - Wikipedia Commons

Restwarmteterugwinning:

Afvalwarmte kan worden opgewekt met behulp van: koelmachines, stoomcondensor en vele andere processen worden gebruikt om warmte van lucht of water te maken. Hoge efficiëntie en lagere temperatuur helpen de energiekosten te verlagen.

Gratis koeling:

Voor de werking van vrije koeling worden de koelmachines van het koelsysteem uitgeschakeld en dit helpt de kosten van het gebruik van de installatie te verlagen. In de vrije koeling worden platenwisselaars van Graham gebruikt. Tijdens het vrije koelproces wordt de lucht voorgekoeld met behulp van koeltorenwater.

Koeltoren isolatie:

Door middel van koeltorenisolatie wordt het koelwater in de gebouwen gecirculeerd. . In de koeltoren isolatie graham platenwisselaar worden gebruikt om de turbulentie van het water te minimaliseren.

Koel toren
Koel toren
Image Credit - Wikipedia Commons

Afmetingen plaat- en framewarmtewisselaar:

Voor het meetproces van plaat- en framewarmtewisselaars worden enkele stappen gevolgd. Zij zijn,

  1. Krijg de gegevens van het ontwerp:
  2. Berekening van de warmtestroom
  3. Het benodigde aantal dunne platen berekenen
  4. Bevestiging van de grootte van de warmtewisselaar:

Krijg de gegevens van ontwerp:

In het begin voor het berekenen van de grootte van de plaat- en framewarmtewisselaar de eerste stap die moet worden gevolgd, is de gegevens van het ontwerp ophalen. De gegevens die moeten worden gevolgd om dit proces uit te voeren, worden hieronder vermeld,

  • Eigenschappen aanwezig in de vloeistoffen.
  • Temperatuur voor elke vloeistof in de uitlaat en inlaat.
  • Druk voor de vloeistof in de inlaat.
  • Toegestane drukval.

Berekening van de warmtestroom:

Als de stroomsnelheid van de stromende vloeistof, de soortelijke warmte, de inlaattemperatuur, de uitlaattemperatuur of de koude kant of de warme kant weten, dan kan de warmtestroom eenvoudig worden berekend.

Met behulp van de formule waaruit de warmteflux kan worden berekend, wordt hieronder gegeven,

gif

Waar,

mc = Massastroom aan de onderste temperatuurzijde in kg per seconde

Cpc= Specifieke warmte aan de lagere temperatuurzijde

T2= Uitlaattemperatuur aan de lagere temperatuurzijde in Kelvin

T1= Inlaattemperatuur aan de lagere temperatuurzijde in Kelvin

mh = Massastromingshoeveelheid aan de hogere temperatuurzijde in kg per seconde

Cph= Specifieke warmte aan de hogere temperatuurzijde

T4 = Uitlaattemperatuur aan de hogere temperatuurzijde in Kelvin

T3 = Inlaattemperatuur aan de hogere temperatuurzijde in Kelvin

Met de hulp van Warmteoverdracht coëfficiënt warmtestroom kan worden bepaald.

gif

Waar,

H = Totale warmtewisselingscoëfficiënt in kw.m2.K-1

S = Oppervlakte van de warmtewisselaar in vierkante meter

Het benodigde aantal dunne platen berekenen:

Het benodigde aantal dunne platen kan worden bepaald met behulp van deze formule,

N = Z/s

Waar,

N = Benodigd aantal dunne platen

S = Totale oppervlakte van het warmtewisselaaroppervlak in vierkante meter

s = Grootte van een bepaalde enkele plaat in vierkante meter

Bevestiging van de grootte van de warmtewisselaar:

De ... gebruiken Nusselt nummer de grootte van de warmtewisselaar kan worden bepaald.

Waar,

Nu = Nusselt nummer

a = Coëfficiënt afhankelijk van de golf van plaat

Opnieuw = Reynolds getal

b = Coëfficiënt afhankelijk van de golf van plaat

Pr= Prandtl-nummer

Prw = Prandtl-nummer aan de wand van het bord

Lees meer over Reynolds-nummer: het is 10+ Belangrijke feiten

Reiniging en onderhoud van platen- en framewarmtewisselaars:

Reiniging en onderhoud van platen- en framewarmtewisselaars in drie stappen. Ze staan ​​hieronder vermeld,

  1. Gepland onderhoud
  2. Netjes op zijn plaats
  3. Handmatig onderhoud

Gepland onderhoud:

Het gebruikelijke onderhoudsproces voor de reiniging en het onderhoud van de platen- en framewarmtewisselaars is gepland onderhoud. In dit proces wordt de apparatuur van de warmtewisselaar gepland en regelmatig onderhouden en gereinigd. Dit soort reinigings- en onderhoudsprocessen blijven minimaal zes maanden.

Netjes op zijn plaats:

In dit proces onderhoud en reiniging van de apparatuur van de warmtewisselaar periodiek. Dit soort reinigings- en onderhoudsproces dat de plaat niet hoeft te openen, helpt om: laat overmatige druk in de hitte vallen; uitwisselaar.

Handmatig onderhoud:

Hierbij onderhoud en reiniging jaarlijks de apparatuur van de warmtewisselaar. Zo'n reinigings- en onderhoudsproces duurt in ieder geval langer dan een jaar.