Dlho sa myslelo, že dizajn špirálovej plutvy je jedinou možnosťou na použitie v prostrediach, ktoré si vyžadujú ťažké materiály, dlhú životnosť a celkovú odolnosť. Doskové rebrové cievky sa považovali za príliš krehké pre náročné priemyselné aplikácie. Ale za posledných niekoľko desaťročí je čoraz bežnejšie vidieť výmenníky tepla v štýle doskových rebier, ktoré sa používajú pre hovädá v priemyselných aplikáciách.
To neznamená, že špirálové rebrové cievky nahradili špirálové rebrá. Stále existuje nespočetné množstvo aplikácií, kde sú špirálové rebrové cievky tou najlepšou voľbou, ale nové procesy, ktoré umožňujú veci, ako sú ťažšie meradlá plutiev, znamenali, že možnosti doskových plutiev sa stali obľúbenejšími pre aplikácie, kde by sa predtým uvažovalo len o konštrukciách so špirálovými rebrami.
V tomto príspevku budeme diskutovať o oboch typoch výmenníkov tepla - niektoré podrobnosti o tom, ako sú skonštruované, a výhody každého z nich.
Tanierová plutva
V doskovom rebrovom výmenníku tepla sú rúrky vložené cez sériu kovových „rebier“. Tieto rebrá sa vyrábajú pomocou kontinuálneho kotúča (0,004” až 0,032”) kovu – napríklad medi alebo hliníka – ktorý sa podáva lisom, ktorý dieruje otvory pre rúrky a reže plech na požadovanú veľkosť. Aby sa to dosiahlo, lisy používajú niekoľko rôznych typov lisovníc, ktoré umožňujú variabilné konfigurácie rebier na palec (FPI), vzdialenosti medzi rúrkami a priemeru rúry.
Potom sa cez rebrá vložia rúrky. Potom sa rúrky roztiahnu, aby vytvorili bezpečnú väzbu v balíku rebier, aby sa maximalizoval prenos tepla medzi rúrkami a rebrami. To sa dá dosiahnuť buď mechanickým procesom alebo použitím tlakovej vody.
Výhody
1. Rôzne materiálové možnosti: V kotúčových rebrách môžu byť rebrá vyrobené z ľubovoľného počtu materiálov. Niektoré populárne príklady sú meď, hliník, uhlíková oceľ a nehrdzavejúca oceľ, pričom materiály ako meď-nikel sú menej bežné, ale nie neslýchané.
2. Rôzne možnosti konfigurácie povrchu plutiev: Rebrá môžu byť vyrobené pomocou rôznych vzorov a vylepšení, ktoré okrem iných funkcií zvyšujú turbulenciu vzduchu alebo uľahčujú čistenie cievky. Niektoré populárne povrchy plutiev sú:
Plochá plutva
Vlnitá plutva
Sínusová plutva
Zdvihnutá plutva kopija
Lamelovaná plutva
3. Výkon prenosu tepla: Doskové rebrové cievky by mohli poskytnúť lepší koeficient prestupu tepla na strane vzduchu, než aký poskytujú špirálovito obalené rebrá, kvôli väčšej sekundárnej ploche, čo znamená, že energia sa prenáša cez cievku efektívnejšie.
4. Variabilita hustoty rebier: Konštrukcia doskových rebrových výmenníkov tepla umožňuje širokú škálu hustôt rebier s typickým rozsahom 1 až 25 FPI. Cievky so štandardnými špirálovo omotanými rebrami majú tendenciu byť v tejto oblasti obmedzenejšie, pričom typický rozsah je 4 až 13 FPI, ale niektoré špirálovo obalené rebrá s veľmi nízkou výškou rebier môžu dosiahnuť oveľa väčšie FPI.
Špirálová plutva
Tiež nazývaný špirálovitá plutva, špirálovito zabalené plutvy sú v podstate presne také - špirálovitá plutva ovinutá okolo rúrky. Na rozdiel od doskových rebier, ktoré zahŕňajú viacero rúrok prechádzajúcich spoločnou rebrou, špirálovito obalené rebrá zahŕňajú, že každá rúrka je obklopená špirálovými rebrami po celej svojej dĺžke.
Výhody
1. Potenciál ľahkej výmeny: Na rozdiel od doskových rebier, kde môže byť odstraňovanie a výmena jednotlivých komponentov menej hospodárne ako výmena celej cievky, niektoré špirálovo obalené konštrukcie umožňujú ľahkú výmenu trubíc v prípade poškodenia.
2. Veľmi dobrý kontakt a spojenie medzi rebrami a trubicou (najmä pri použití metódy s vloženými rebrami): Existuje niekoľko rôznych metód používaných na výrobu špirálovo obalenej rebrovanej trubice. Metóda s vloženými rebrami vytvára najlepšiu väzbu medzi rebrami a rúrkou a možno ju použiť pri vyšších teplotách, zatiaľ čo možnosti s vinutím okraja a L pätkou sú vhodnejšie pre aplikácie s nižšími teplotami.
• Okrajový navinutý – pásik rebrového materiálu je navinutý na rúrku v kolmej orientácii, čím sa vytvorí súvislá špirálová rebra po dĺžke rúrky. Plutva a rúrka sú spojené ťahom.
• Ovinutá alebo „L“-pätka – pásik z rebrového materiálu sa na trubku nasunie tak, že časť rebrového prúžku sa ohne o 90° a položí sa rovnobežne s trubicou, čím sa vytvorí „noha“. Táto pätka zväčšuje kontaktnú plochu rebier s trubicou, čím poskytuje dodatočný prenos tepla. Táto metóda sa tiež spolieha na ťahovú väzbu.
• Embedded: Pri tejto metóde sa na povrchu rúry vyorie drážka a do drážky sa navinie rebrový pás. Okraje drážky sú zatlačené späť dole cez okraj plutvy, aby sa plutva zaistila na mieste. Táto metóda vytvára spojenie samotného materiálu rúrky s rebrom, spojenie, ktoré je zachované aj pri vysokoteplotných aplikáciách.
3. Viac možností materiálu pri vysokých teplotách: Pre aplikácie, ktoré zahŕňajú teploty vzduchu medzi 400 a 700 °F, sú možné špirálovito obalené rebrá vyrobené z hliníka a ocele, zatiaľ čo zvitky doskových rebier musia byť vyrobené s použitím oceľových rebier a rúr, keď sa prevádzkujú pri takýchto teplotách.
