Pitkään ajateltiin, että kierreriparakenne oli ainoa vaihtoehto käytettäväksi ympäristöissä, jotka vaativat raskaita materiaaleja, pitkää käyttöikää ja yleistä lujuutta. Levyrivien kelojen katsottiin olevan liian hauraita monien teollisten sovellusten ankaruuteen. Mutta viime vuosikymmeninä on yleistynyt nähdä levylampputyylisiä lämmönvaihtimia, joita on käytetty joukkoon teollisissa sovelluksissa.
Tämä ei tarkoita, että levyripakelat olisivat korvanneet kierreevän. On edelleen lukemattomia sovelluksia, joissa spiraalirivat ovat paras vaihtoehto, mutta uudet prosessit, jotka mahdollistavat esimerkiksi raskaammat evät, ovat johtaneet siihen, että levyripavaihtoehdot ovat tulleet suositummiksi sovelluksissa, joissa aiemmin olisi harkittu vain kierreripojen rakenteita.
Tässä viestissä keskustelemme molemmista lämmönvaihtimien tyypeistä - joistakin yksityiskohdista niiden rakentamisesta ja kummankin eduista.
Levy evä
Levylämmönvaihtimessa putket työnnetään metallisten "rivien" läpi. Nämä rivat valmistetaan jatkuvasta metallirullasta (0,004-0,032”), esimerkiksi kuparista tai alumiinista, joka syötetään puristimen läpi, joka tekee reikiä putkia varten ja leikkaa levyn mittojen mukaan. Tämän saavuttamiseksi puristimet käyttävät useita eri tyyppisiä muotteja, jotka mahdollistavat vaihtelevat evät tuumaa kohti (FPI), putkien välinen etäisyys ja putken halkaisija.
Sitten putket työnnetään evien läpi. Seuraavaksi putket laajennetaan muodostamaan turvallinen sidos eväpakkauksen sisällä lämmönsiirron maksimoimiseksi putkien ja evien välillä. Tämä voidaan saada aikaan joko mekaanisella prosessilla tai käyttämällä paineistettua vettä.
Edut
1. Erilaisia materiaalivaihtoehtoja: Levyripakeloissa rivat voidaan valmistaa mistä tahansa materiaalista. Joitakin suosittuja esimerkkejä ovat kupari, alumiini, hiiliteräs ja ruostumaton teräs, ja materiaalit, kuten kupari-nikkeli, ovat vähemmän yleisiä, mutta eivät ennenkuulumattomia.
2. Erilaisia evien pinnan konfigurointimahdollisuuksia: Ripoja voidaan valmistaa käyttämällä erilaisia kuvioita ja parannuksia, jotka lisäävät muun muassa ilman turbulenssia tai helpottavat käämin puhdistamista. Jotkut suosittuja eväpintoja ovat:
Litteä evä
Aallotettu evä
Siniaalto evä
Korotettu räpylä
Säleikkö evä
3. Lämmönsiirtokyky: Levyripakäämit voisivat tarjota paremman lämmönsiirtokertoimen ilman puolella kuin kierrekääreillä käärittyjen ripojen suuremman toissijaisen pinta-alan ansiosta, mikä tarkoittaa, että energia siirtyy kelan läpi tehokkaammin.
4. Ripatiheyden vaihtelu: Levylämmönvaihtimien rakenne mahdollistaa laajan valikoiman ripatiheyksiä tyypillisellä alueella 1–25 FPI. Kelat, joissa on standardikierretyt evät, ovat yleensä rajoitetumpia tällä alueella, 4–13 FPI:n ollessa tyypillinen alue, mutta jotkin spiraalilla käärityt rivat, joilla on erittäin alhainen eväkorkeus, voivat saavuttaa paljon suuremman FPI:n.
Spiraalievä
Kierteisesti kierretyt evät, joita kutsutaan myös kierreeväksi, ovat pohjimmiltaan juuri sellaisia - putken ympärille kiedottu helix-muotoinen evä. Toisin kuin levyrivat, joissa useat putket kulkevat yhteisen evän läpi, kierrekääreissä kutakin putkea ympäröivät kierreevät koko pituudeltaan.
Edut
1. Mahdollisuus helppoon vaihtoon: Toisin kuin levyrivat, joissa yksittäisten komponenttien poistaminen ja vaihtaminen voi olla vähemmän taloudellista kuin koko kelan vaihtaminen, tietyt kierrekääreet mahdollistavat putken vaihtamisen helposti, jos ne vaurioituvat.
2. Erittäin hyvä evän ja putken välinen kosketus ja sidos (erityisesti käytettäessä upotettua ripamenetelmää): Kierrekääreisen ripaputken valmistukseen käytetään muutamia erilaisia menetelmiä. Upotettu ripamenetelmä luo parhaan evän ja putken välisen sidoksen, ja sitä voidaan käyttää korkeammissa lämpötiloissa, kun taas reunakäämitys ja L-jalka sopivat paremmin matalammissa lämpötiloissa.
• Reunakierretty – kaistale materiaalia kierretään putkeen kohtisuoraan, jolloin muodostuu jatkuva kierreevä pitkin putken pituutta. Ripa ja putki on kiinnitetty jännityksellä.
• Wrap-on tai “L”-jalkainen – evämateriaalia oleva kaistale asetetaan putkeen siten, että osa evänauhasta taipuu 90° laskeutuu putken suuntaisesti, jolloin syntyy “jalan”. Tämä jalka lisää evän kosketusaluetta putken kanssa, mikä lisää lämmönsiirtoa. Tämä menetelmä perustuu myös jännityssidokselle.
• Upotettu: Tätä menetelmää varten putken pintaan aurataan ura ja evänauha kierretään uraan. Uran reunat työnnetään takaisin alas evän reunan yli evän lukitsemiseksi paikalleen. Tämä menetelmä saa itse putkimateriaalin kiinnittymään eviin, mikä säilyy myös korkeissa lämpötiloissa.
3. Lisää materiaalivaihtoehtoja korkeissa lämpötiloissa: Sovelluksiin, joissa ilman lämpötila on 400-700 °F, alumiinista ja teräksestä valmistetut kierrekääreet ovat mahdollisia, kun taas levyrivat on valmistettava teräsrivoista ja -putkista käytettäessä tällaisissa lämpötiloissa.
