[5.2] TID IPARI BERENDEZÉSEK & Hőátadó készülékek I. - lemezes és hegesztett hőcserélő-családok

Ipari energia gazdálkodás - Ipari víz gazdálkodás (berendezés nagy képért kattintson az ábrára)

[5.2.1] Berendezések & lemezes hőcserélők

Családáttekintés – hullámosított lemezcsomag csavarozott keretben: A családot ott alkalmazzák, ahol folyadék–folyadék hőátadás kell kis helyigénnyel, és a csőköteges kivitel túl nagy vagy túl drága lenne: távhő-hőközpontok, használati melegvíz, technológiai víz- és glikolkörök, hűtőgépek kondenzátorai és elpárologtatói, élelmiszer-, vegy- és gyógyszeripari folyamatok. Erőssége a nagy fajlagos hőátadó felület és a valódi ellenáramú vezetés, amely néhány kelvines közelítési hőmérséklet-különbséget is megenged, ezért hővisszanyerésre kiváló. A családon belül a kötéstechnológia – tömített, forrasztott, félhegesztett, teljesen hegesztett – dönti el a nyomás- és hőmérséklethatárokat, a közegösszeférhetőséget, valamint azt, hogy a lemezcsomag bontható, tisztítható és bővíthető-e. A kiválasztás ezért mindig a közeg, az üzemi nyomás és a várható szennyeződés együttes mérlegelésével kezdődik.

 Berendezés adatlap

[5.2.2] Berendezések & tömítéssel szerelt lemezes hőcserélő

Bontható lemezcsomag – bővíthető hőátadó felület: Ott alkalmazzák, ahol rendszeres mechanikai tisztítás, belső ellenőrzés vagy későbbi teljesítménybővítés szükséges: távhő-hőközpontok, használati melegvíz, uszoda- és technológiai vízkörök, tejipar, sör- és üdítőgyártás, CIP-körök, hűtővíz–folyamatvíz kapcsolatok. A nyomólap oldásával a csomag megbontható, a lemezek egyenként tisztíthatók vagy cserélhetők, és a felület további lemezek beépítésével növelhető, ezért változó vagy növekvő terhelésű üzemekhez való. Korlátait az elasztomer tömítés adja: mérsékelt nyomás és hőmérséklet, valamint a tömítéssel összeférő közegek. Higiéniai alkalmazásokban éppen az oldható kivitel az előny, mert a tisztaság szemrevételezéssel igazolható. Karbantartási igénye a tömítéskészlet időszakos cseréje, ami tervezhető állásidőt és pótalkatrész-készletet feltételez.

 Berendezés adatlap

[5.2.3] Berendezések & forrasztott lemezes hőcserélő

Zárt lemezcsomag tömítés és feszítőkeret nélkül: Sorozatgyártott, kompakt készülék, amelyet ott választanak, ahol a kis méret, a kis közegtöltet és az alacsony ár számít, tisztításra viszont csak vegyszeres öblítés jöhet szóba. Tipikus felhasználása a fali és álló gázkazánok melegvíz-hőcserélője, hőszivattyúk kondenzátora és elpárologtatója, folyadékhűtők, olajhűtők, napkollektoros és padlófűtési leválasztó körök, valamint a kis és közepes teljesítményű ipari hűtéstechnika. Zárt, forrasztott csomagja a tömített kivitelnél magasabb nyomást és hőmérsékletet visel el, ugyanakkor nem bontható és nem bővíthető. Ezért tiszta, lerakódásmentes közegekhez – kezelt vízhez, glikolhoz, hűtőközeghez – ajánlott, meghibásodás vagy elszennyeződés esetén pedig javítás helyett a teljes készüléket cserélik.

 Berendezés adatlap

[5.2.4] Berendezések & teljesen hegesztett lemezes hőcserélő

Tömítésmentes csomag agresszív és veszélyes közegekhez: Akkor választják, amikor a közeg vagy az üzemi paraméter kizárja az elasztomer tömítés használatát: agresszív savak és lúgok, oldószerek, forró hőátadó olajok, gőz, mérgező vagy szagos anyagok, magas nyomás és hőmérséklet. Jellemző területei a vegyipar és a petrolkémia, a finomítói hővisszanyerés, a papír- és cellulózipar, valamint a hulladékhő-hasznosítás. A lemezpárok teljes kerületi hegesztése kizárja a tömítés öregedéséből eredő szivárgást, a készülék pedig megőrzi a lemezes felépítés kompaktságát a csőkötegeshez közelítő alkalmazási határok mellett. Cserébe a csomag nem bontható: tisztítása vegyszeres vagy nagynyomású mosással, hozzáférési nyílásokon át történik, ezért a hűtőközeg-oldali szűrésre és a vízkezelésre fokozott figyelmet kell fordítani.

 Berendezés adatlap

[5.2.5] Berendezések & félhegesztett lemezes hőcserélő

Hegesztett kazetták a hűtőközeg oldalán, tömítés a folyamatoldalon: Kompromisszumos megoldás arra az esetre, amikor az egyik közeg agresszív, mérgező vagy nagy nyomású, a másik viszont ártalmatlan és rendszeres tisztítást igényel. Klasszikus területe az ipari hűtéstechnika: ammóniás elpárologtatók és kondenzátorok, ahol az ammónia a lézerhegesztett kazettában marad, a víz- vagy sóoldatoldal pedig tömített és bontható. Használják vegyipari folyamathűtésre, valamint szénhidrogén- és oldószerkörökben is. Előnye, hogy a kritikus közeg felé nincs tömítés, a szennyeződésre hajlamos szolgáltatóoldal viszont a nyomólap oldásával megnyitható és mechanikusan tisztítható. A kiválasztásnál a tömített oldal nyomás- és hőmérséklethatára a mértékadó, a tömítés anyagát pedig mindig a folyamatoldali közeghez kell illeszteni.

 Berendezés adatlap

[5.2.6] Berendezések & spirális egyjáratú lemezes hőcserélő

Teljesen hegesztett spirális test öntisztító csatornával: Szennyezett, rostos, szálas, iszapos vagy lerakódásra hajlamos közegekhez való, ahol a hagyományos lemezcsomag vagy csőköteg eltömődne. Tipikus alkalmazása a szennyvíztisztítás iszaphűtése és -előmelegítése, a rothasztók hőntartása, a papír- és cellulózipari szuszpenziók, a cukoripari lé, a bányászati zagyok kezelése, valamint kondenzációs feladatok. Az egyetlen folytonos, állandó keresztmetszetű csatorna öntisztító hatású: ahol lerakódás keletkezik, ott nő a helyi áramlási sebesség, ami a lerakódást lemossa. A teljesen ellenáramú vezetés kis közelítési hőmérséklet-különbséget és nagy hőfoklépcsőt tesz lehetővé; a test jellemzően oldható fedéllel készül a tisztításhoz. Kondenzátorként a nagy, akadálymentes keresztmetszet miatt kis gőzoldali nyomásesést ad.

 Berendezés adatlap

[5.2.7] Berendezések & köpenyes lemezes hőcserélő

Nyomástartó köpenybe zárt hegesztett lemezcsomag: Ott alkalmazzák, ahol lemezes hőátadásra van szükség, de az egyik oldalon nyomástartó edény szintű nyomás vagy hőmérséklet uralkodik: gőzfűtésű folyadékmelegítők, nagynyomású gázhűtők, olajipari és petrolkémiai hővisszanyerés, hűtéstechnikai és hőszivattyús kondenzátorok. A teljes kerületükön összehegesztett lemezek zárt járatot képeznek az egyik közegnek, a másik a köpenytérben áramlik, így a készülék a csőkötegesnél lényegesen kisebb helyen és kisebb közegtöltettel adja ugyanazt a teljesítményt. A nyomástartó határon nincs tömítés, ezért gőzhöz, hőátadó olajhoz és veszélyes közegekhez is alkalmas; a köpeny domborított feje hozzáférést adhat a csomaghoz. Nyeregtámaszokon álló, fekvő elrendezése a meglévő csőköteges gépalapokra is illeszthető.

 Berendezés adatlap

[5.2.8] Berendezések & hasáb csöves hőcserélő

Teljesen hegesztett test iszap és bioszilárd anyag kezelésére: Iszapok és bioszilárd anyagok kezelésére fejlesztett kivitel; fő területe a szennyvíztisztítás és a biogáztermelés: rothasztók fűtése, iszap előmelegítése és hűtése, hőkezeléses higienizálás, valamint a rothasztott iszap hőjének visszanyerése. A tömítés nélküli, tág csőköz a rajz szerint akár 30 mm-es szemcsét is átenged, így a berendezés eltömődés nélkül fogadja a durva, szálas, homokos iszapot. A teljesen hegesztett hasáb test egyenes csősorokat hordoz, amelyek végig átjárhatók és mechanikusan tisztíthatók. Mérsékelt nyomás- és hőmérséklettartományra méretezik – a csőoldalon jellemzően 150 °C és 8 bar körüli határig –, fűtő- vagy hűtővíz szolgáltatóközeggel. Ellenáramú elrendezése a rothasztott és a nyers iszap közötti közvetlen hővisszanyerést is lehetővé teszi.

 Berendezés adatlap

[5.2.9] Berendezések & csőköteges hőcserélő

Fix csőfalas kivitel – köpeny, csőköteg és fejek: Az ipar általános célú, legszélesebb körben szabványosított hőcserélője; ott alkalmazzák, ahol nagy nyomás, magas hőmérséklet, gőzös vagy kétfázisú üzem, illetve nagy hőátadó felület szükséges. Tipikus területei az erőművek, a finomítók, a petrolkémia, a vegyipar, az olaj- és gázipar: kondenzátorok, elpárologtatók, gáz- és olajhűtők, tápvíz-előmelegítők. A rajzon látható fix csőfalas változat a legegyszerűbb és a legolcsóbb; tiszta köpenyoldali közeghez való, mert a köteg nem húzható ki, a csőoldal viszont a fejek megbontásával tisztítható. Jelentős hőtágulás vagy szennyeződő köpenyoldal esetén úszófejes vagy U-csöves kivitelt választanak helyette. A szegmens terelőlemezek a köpenyoldali áramot a csőkötegre kényszerítik, ezzel javítva a hőátadást.

 Berendezés adatlap

[5.2.10] Berendezések & deszublimátor

Komponens szakaszos elválasztása gázáramból: Gázáramból szilárd fázisban választanak le egy komponenst: a gázkeverék a hűtött lamellákkal érintkezik, és az elválasztandó anyag a hármaspontja körül vagy alatt közvetlenül kristályként válik ki. Ott alkalmazzák, ahol a termék gőzből, folyadékfázis nélkül nyerhető nagy tisztaságban – jellemzően a finomvegyiparban és a gyógyszeriparban, például anhidridek, kinonok, ammónium-só és jód visszanyerésénél, valamint véggáztisztításnál. A lamellákon vastagodó kristályréteg fokozatosan rontja a hőátadást, ezért a készülék szakaszosan üzemel: a leválasztási ciklust felmelegítéses leolvasztás és termékkiürítés követi. Folyamatos üzemet váltakozva működtetett, párhuzamos készülékekkel biztosítanak. Méretezésénél a ciklusidő, a lamellaköz és a leolvasztási energiaigény együtt határozza meg a gazdaságosságot.

 Berendezés adatlap

[5.2.11] Berendezések & szimpla csőköteges hőcserélő

Kompakt bordás csőköteg olaj- és levegőhűtésre: Gázok és nagy viszkozitású folyadékok hűtésére való, vagyis olyan esetekre, amikor az egyik oldal hőátadási tényezője lényegesen rosszabb a másikénál. Tipikus alkalmazása a hidraulika- és kenőolaj-hűtés, a kompresszorok utó- és olajhűtői, a gázmotorok töltőlevegő-hűtése, a sűrített levegős rendszerek, valamint a hajó- és erőgépipari olajkörök; a csőoldalon jellemzően víz vagy glikolos hűtőfolyadék áramlik. A kompakt bordázat a rossz hőátadású oldalon többszörösére növeli a felületet – a rajz szerint akár 75%-os felületnövekménnyel –, így a készülék hossza és tömege jelentősen csökken. Tiszta vagy szűrt közeghez ajánlott, mert a bordaköz mechanikailag alig tisztítható, a csőoldal viszont a fejkamra megbontásával hozzáférhető.

 Berendezés adatlap

[5.2.12] Berendezések & duplafalú csőköteges hőcserélő

Kettős csőfal szivárgási köztes térrel és jelzéssel: Ott írják elő, ahol a két közeg keveredése tilos vagy veszélyes: ivóvíz és használati melegvíz védelme a fűtőközegtől, élelmiszer- és italipar, gyógyszergyártás, továbbá olyan vegyipari kapcsolatok, amelyekben a közegek egymással reakcióba lépnének. Minden cső belső és külső csőből áll, közöttük felügyelt köztes térrel; csőfalsérülés esetén a szivárgó közeg ebbe a térbe jut, a gyűjtő és a jelzőrendszer riaszt, keveredés nem következik be. A követelményt jellemzően a közvetett hőátadást és a szivárgásjelzést előíró szabályozás teszi kötelezővé. Ára és hőellenállása nagyobb az egyfalú kivitelnél, ezért kizárólag biztonsági indokkal választják. A köztes tér folyamatos felügyelete és a riasztás kezelése az üzemeltetési utasítás része.

 Berendezés adatlap

[5.2.13] Berendezések & lemezes köpeny hegesztett hőcserélő

Lézerhegesztett lemezcsomag nyomásálló acélköpenyben: A lemezes készülékek alkalmazási határát tolja ki nagy nyomás és magas hőmérséklet felé, tömítés nélkül. Jellemző területe a hűtéstechnika és a hőszivattyús technológia: kondenzátorok, elpárologtatók és gazdaságosítók, ahol a hűtőközeg – például transzkritikus szén-dioxid – a köpenytérbe kerül. Használják gőzfűtésű melegítőként, olaj- és gázhűtőként, valamint vegyipari hővisszanyerésben is. A lézer- vagy plazmahegesztett hullámos lemezcsomag a csőköteghez képest töredéknyi helyet és közegtöltetet igényel, a terhelést pedig a nyomásálló acélköpeny veszi fel. A csomag nem bontható, ezért tiszta, szűrt közeghez és vegyszeres tisztításhoz méretezik. Kis töltete a hűtőközeg-mennyiséget korlátozó előírások teljesítésében is előnyt jelent. A 2.07 tétellel azonos szerkezeti családba tartozik; ez a változat a lézerhegesztett hullámosított lemezpakettát nevesíti, míg a 2.07 a köpenybe zárt hegesztett lemezcsomag általános kivitele.

 Berendezés adatlap

[5.2.14] Berendezések & diffúziós lemezköteges hőcserélő

Mikrocsatornás tömb hegesztési varrat és forraszanyag nélkül: Szélsőséges nyomású és hőmérsékletű, tiszta gázokhoz és cseppfolyósított közegekhez való, ahol a tömeg és a helyigény kritikus. Tipikus területei a földgáz-feldolgozás és az LNG-cseppfolyósítás, az offshore platformok, a hidrogéntechnológia – töltőállomások előhűtői, elektrolizáló körök –, a kriogén légszétválasztás, a szuperkritikus szén-dioxidos körfolyamatok, valamint a nagynyomású vegyipari reaktorkörök. A maratott mikrocsatornás lemezeket diffúziós kötéssel egyetlen homogén fémtömbbé egyesítik, hegesztési varrat és forraszanyag nélkül, így a szilárdság az alapanyagéval azonos, és több száz bar viselhető. Cserébe a csatornák mechanikusan nem tisztíthatók, ezért szigorúan szűrt, lerakódásmentes közeget kíván, és a beruházási költsége is lényegesen magasabb a hagyományos kiviteleknél.

 Berendezés adatlap