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냉동 애플리케이션의 판형 열교환기

Nov 14, 2022

냉동 장비에 판형 열교환기를 적용하는 데 몇 가지 문제가 있었습니다.


현재 판형 열교환기는 소형 냉동(냉각수) 장비에 사용되고 있으며 그 적용 범위는 더욱 확대될 예정입니다. 이것은 주로 판형 열교환기의 우수한 열교환 성능, 작은 부피, 경량 및 판형 열교환기의 안전성과 신뢰성의 지속적인 개선 때문입니다. 전반적으로 실제 적용 효과가 좋습니다. 그러나 몇 가지 문제가 있습니다.


판형 열교환기는 열교환 용량이 강하고 (열교환 계수가 기존 열교환기의 몇 배이며 단위 부피당 열교환 면적이 큼) 부피가 작고 가볍기 때문입니다. 따라서 연구원과 사용자가 선호합니다. 그러나 판형 열교환기의 내압성 및 밀봉 성능이 좋지 않아 엔지니어링에서 판형 열교환기의 적용을 제한합니다.


이전에는 판형 열교환기가 주로 더 깨끗한 작동 매체에 사용되었으며 작동 압력이 너무 높지 않고 누출 요구 사항이 너무 가혹하지 않으며 누출이 장비 사이의 환경 및 작동 매체에 큰 영향을 미치지 않으며, 시민 온수 교환 시스템 및 증기 온수 교환 시스템에 적용되는 것과 같은.


현재 판형 열교환기를 사용하는 냉동 장비, 주로 일부 소형 장비, 주로 브레이징 판형 열교환기를 수입합니다. 대형 칠러의 응축기와 증발기에 별도의 판형 열교환기를 사용하는 경우는 이론적으로 가능하나 관련 보고가 없는 실정이다. 즉, 사람들은 냉동 산업에서 판형 열교환기의 추가 대중화 및 적용에 대해 약간의 우려를 가지고 있으며 안전성과 신뢰성 및 관련 문제를 추가로 해결해야 합니다.




이제 분석을 위한 예로 사용 중인 냉동 장비 세트를 가져옵니다.


이 장비는 두 개의 7.5-인치 Meyule 공기 냉각 장치를 사용하여 냉수를 생성하여 신선한 맥주 단열 탱크, 단열 탱크 냉각을 생성하고 냉수에 부동액을 추가하여 약 {{2 }}도, 냉수 온도 제어 지점은 플레이트 증발기 입구, 제어 온도 2 ~ 4도에 설정됩니다.




이 장비 세트의 주요 문제는 플레이트 증발기 동결 블록입니다. 시스템은 고온 조건에서 정상적으로 작동하지만 저온 조건(입구 온도가 약 2도이고 장치가 종료되려고 할 때)에서는 블록이 동결되기 쉽습니다. 판형 증발기가 동결되면 작업 조건이 급격히 악화되고 판형 증발기 내부 전체가 매우 짧은 시간에 동결될 수 있습니다.




판형 열교환기는 판형 열교환기에 치명적인데, 판형 열교환기는 비교적 섬세한 장비이기 때문에 열교환 시트의 두께가 매우 얇아 외력의 충격을 견딜 수 없고, 결빙 막힘이 발생하면 얼음이 결정 팽창은 열교환기 내부 변형 또는 누출을 직접 유발합니다. 냉동 장비의 운영 및 생산에 큰 영향을 미칩니다.

문제 분석




첫째, 냉동 시스템이 일치하지 않고 증발기가 작습니다. 또는 장치의 장기간 작동으로 인해 증발기 내부의 스케일링 및 오염으로 인해 플레이트 증발기의 열교환 용량이 감소합니다. 실제 작동 과정에서 증발 온도(-10도)가 낮아집니다.


1. 증발 온도가 냉수의 어는점보다 낮아 판형 증발기의 동결 막힘 가능성이 높아집니다.


2, 증발기 열전달 온도차가 크고 플레이트 증발기 자체의 장점을 충분히 발휘하지 못하고 냉동 효율 향상에 도움이 되지 않습니다. 냉수 입구 온도가 2도일 때(증발기 안팎의 물의 온도차는 5도), 증발기 출구 온도는 -3도이고 전열 온도차는 9.3도입니다. 판형 증발기는 열전달 계수가 높기 때문에 열전달 온도차는 기존 열교환기보다 적어도 작아야 합니다. 예를 들어 약 2도를 선택합니다.




둘째, 냉수의 어는점이 높다. 증발기가 저온점(입구 온도 2도)에서 작동할 때 출구 온도는 어는점보다 겨우 3도 높습니다. 실제로 허용되지 않는다는 것은 아니지만 아이스 잼의 가능성을 높여보다 정확한 온도 제어가 필요합니다. 또한 어는점 부근의 냉수는 점도가 크고 유동성이 좋지 않으며 플레이트 증발기 장치의 유동 구간이 작기 때문에 유동성이 좋은 작동 매체를 사용하는 것이 더 적합합니다. 따라서 가능하면 어는점을 낮추고 냉수의 출구 온도를 높이고 냉수의 유량을 늘리는 조치를 취해야 합니다.




셋째, 제어 장치가 완벽하지 않습니다. 냉수 펌프의 시작 및 정지는 냉동 시스템의 작동과 연동되지 않으며 증발기의 냉수 흐름 및 압력 강하는 테스트 및 제어되지 않습니다. 냉동 시스템에는 저압 컨트롤러가 있지만 압축기의 제로 압력 셧다운을 제어하는 ​​데만 사용되며(장기간 장비를 사용하지 않을 때 플레이트 증발기가 고압을 견디는 것을 방지하기 위해) 저압은 없습니다. 압력 작동 보호. 더러운 막힘으로 인해 펌프가 정지하거나 증발기의 물 흐름이 감소하면 얼음 막힘이 발생합니다.




넷째, 부적절한 유지 보수.


1. 입구 온도 조절 장치가 오랫동안 파손되어 표시된 값이 실제 값보다 약 1.5도 낮고 기기가 너무 비활성이어서 냉수 입구의 실제 온도를 시간에 반영할 수 없습니다. 실제 작동 과정에서 냉수 분배기 온도가 어는점에 가까워지고 장치가 여전히 종료되지 않습니다.


2. 플레이트 증발기에 결빙방지 온도 조절 장치가 장착되어 있지만 결빙이 발생하여 결빙방지 장치가 작동하지 않는 경우가 많습니다. 냉수출구온도는 어는점에 매우 가깝기 때문에 최적의 조절점으로 조절하기가 쉽지 않습니다.




다섯째, 시스템에 냉매가 부족하면 동결 막힘이 발생합니다. 이것은 기존의 증발기와 다릅니다. 그 이유는 평판 증발기의 구조와 관련이 있습니다. 판형 열교환기는 중첩된 많은 매우 좁은 단위 채널로 구성되며 냉수 또는 냉매 흐름의 각 단위는 매우 작고 열교환 시트는 매우 얇고 열교환 능력은 매우 강합니다. 시스템에 냉매가 부족하면 각 단위 채널에서 냉매 분포가 고르지 않게 되며, 이 때 증발 압력이 매우 낮고 강렬한 열 교환 및 결빙으로 인해 단위 수가 제한되어 막힘이 발생합니다. 인접한 단위 채널은 연쇄 반응을 일으켜 증발기 전체가 완전히 얼 때까지 얼음 차단이 강화됩니다.