हीट एक्सचेंजर एक ऊर्जा-बचत उपकरण है जो विभिन्न तापमानों पर दो या दो से अधिक तरल पदार्थों के बीच गर्मी स्थानांतरित करता है। बड़े क्षेत्र के हीटिंग के लिए, हीट एक्सचेंजर का अस्तित्व आवश्यक है।
हीट एक्सचेंजर की गर्मी हस्तांतरण विधि के अनुसार, हीट एक्सचेंजर को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
प्रत्यक्ष संपर्क हीट एक्सचेंजर, जिसे हाइब्रिड हीट एक्सचेंजर भी कहा जाता है, एक उपकरण है जिसमें गर्म और ठंडे तरल पदार्थ सीधे संपर्क में होते हैं और गर्मी का आदान-प्रदान करते हैं। आमतौर पर, सीधे संपर्क में आने वाले दो तरल पदार्थ गैस और कम वाष्पीकरण दबाव वाले तरल होते हैं;
ऊर्जा भंडारण हीट एक्सचेंजर का कार्य सिद्धांत ठोस पदार्थों की तापीय चालकता का उपयोग करना है। विशेष रूप से, ऊष्मा माध्यम पहले ठोस पदार्थ को एक निश्चित तापमान तक गर्म करता है, और फिर ठंडा माध्यम ठोस पदार्थ से ऊष्मा प्राप्त करता है। इस प्रक्रिया के माध्यम से, गर्मी हस्तांतरण का एहसास किया जा सकता है। ;
विभाजन दीवार हीट एक्सचेंजर मध्यस्थ के ताप संचालन का भी उपयोग करता है, और ठंडे और गर्म मीडिया को एक ठोस विभाजन दीवार से अलग किया जाता है, और विभाजन दीवार के माध्यम से गर्मी का आदान-प्रदान किया जाता है। हीटिंग उद्यमों के लिए, विभाजन दीवार हीट एक्सचेंजर्स का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। विभिन्न संरचनाओं के अनुसार, इसे ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स, प्लेट हीट एक्सचेंजर्स और हीट पाइप हीट एक्सचेंजर्स में भी विभाजित किया जा सकता है।
1
शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर
शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स को शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स भी कहा जाता है। यह एक विभाजित दीवार हीट एक्सचेंजर है जो गर्मी हस्तांतरण सतह के रूप में शेल में संलग्न ट्यूब बंडल की दीवार का उपयोग करता है। इस प्रकार के हीट एक्सचेंजर में अपेक्षाकृत सरल संरचना और विश्वसनीय संचालन होता है। इसे विभिन्न संरचनात्मक सामग्रियों (मुख्य रूप से धातु सामग्री) से बनाया जा सकता है, और इसका उपयोग उच्च तापमान और उच्च दबाव में किया जा सकता है। यह वर्तमान समय में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला प्रकार है।
शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर
अपनाए गए मुआवजे के उपायों के अनुसार, शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स को चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: फिक्स्ड ट्यूब-शीट हीट एक्सचेंजर्स, फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर्स, यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स और स्टफिंग बॉक्स हीट एक्सचेंजर्स।
2
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर
फिक्स्ड ट्यूब-शीट हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर है। फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर के दोनों सिरों पर ट्यूब शीट वेल्डिंग द्वारा शेल से जुड़ी होती हैं, और मुख्य रूप से शेल, ट्यूब शीट, ट्यूब बंडल, टॉप कवर (हेड) और अन्य घटकों से बनी होती हैं।
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर
फिक्स्ड ट्यूब-शीट हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆सरल संरचना;
◆एक ही शेल व्यास में पाइपों की संख्या सबसे अधिक तथा बाईपास की संख्या सबसे कम होती है;
◆प्रत्येक हीट एक्सचेंज ट्यूब को बदला जा सकता है, और ट्यूब के अंदर को साफ करना आसान है।
फिक्स्ड ट्यूब-शीट हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆खोल पक्ष को यंत्रवत् साफ नहीं किया जा सकता;
◆जब हीट एक्सचेंज ट्यूब और शेल के बीच तापमान का अंतर बड़ा (50 डिग्री से अधिक) होता है, तो तापमान अंतर तनाव उत्पन्न होगा। समाधान शेल पर एक विस्तार जोड़ स्थापित करना है, इसलिए विस्तार जोड़ की ताकत की सीमा के कारण शेल पक्ष पर दबाव बहुत अधिक नहीं हो सकता है;
◆यह केवल उन कामकाजी अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां तरल पदार्थ साफ है और स्केल करना आसान नहीं है, और दो तरल पदार्थों के बीच तापमान का अंतर छोटा है या तापमान का अंतर बड़ा है लेकिन शेल साइड दबाव अधिक नहीं है।
3
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर है। इसमें ट्यूब प्लेट का एक सिरा होता है जो शेल से जुड़ा नहीं होता है और अक्षीय दिशा में स्वतंत्र रूप से तैर सकता है। इसे तैरता हुआ सिर भी कहा जाता है। फ्लोटिंग हेड एक फ्लोटिंग ट्यूब प्लेट, एक हुक रिंग और एक फ्लोटिंग हेड एंड कवर से बना होता है, जो एक अलग करने योग्य कनेक्शन है, और ट्यूब बंडल को शेल से बाहर निकाला जा सकता है।
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆यदि हीट एक्सचेंज ट्यूब और शेल के बीच तापमान में अंतर है, यानी जब शेल या हीट एक्सचेंज ट्यूब का विस्तार होता है, तो कोई तापमान अंतर तनाव नहीं होगा;
◆ट्यूब बंडल को आवरण से बाहर निकाला जा सकता है, जो ट्यूबों के अंदर और बीच की सफाई के लिए सुविधाजनक है।
फ्लोटिंग हेड हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆जटिल संरचना, बड़ी मात्रा में सामग्री और उच्च लागत;
◆यदि फ्लोटिंग हेड कवर और फ्लोटिंग ट्यूब शीट के बीच की सील टाइट नहीं है, तो आंतरिक रिसाव होगा, जिसके परिणामस्वरूप दोनों मीडिया आपस में मिल जाएंगे।
4
यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर
यू-आकार का ट्यूब हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर है, जो ट्यूब शीट, शेल, ट्यूब बंडल और अन्य घटकों से बना होता है। यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर की प्रत्येक ट्यूब को यू आकार में मोड़ा जाता है, और इनलेट और आउटलेट को क्रमशः एक ही ट्यूब शीट के दोनों किनारों पर स्थापित किया जाता है। सिर को एक विभाजन द्वारा दो कक्षों में विभाजित किया गया है, ताकि प्रत्येक ट्यूब को स्वतंत्र रूप से विस्तारित और अनुबंधित किया जा सके। , अन्य ट्यूबों और आवासों की परवाह किए बिना।
यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर
यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆ट्यूब बंडल तापमान अंतर के तनाव पर विचार किए बिना स्वतंत्र रूप से तैर सकता है, और बड़े तापमान अंतर वाले अवसरों में इसका उपयोग किया जा सकता है;
◆इसमें केवल एक ट्यूब प्लेट, कम फ्लैंज, कम रिसाव बिंदु और सरल संरचना है;
◆यू-आकार का ट्यूब हीट एक्सचेंजर संचालन में विश्वसनीय और कम लागत वाला है।
यू-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆ट्यूब के अंदर सफाई करना मुश्किल है। चूंकि ट्यूब को एक निश्चित झुकने वाले त्रिज्या की आवश्यकता होती है, इसलिए ट्यूब शीट की उपयोग दर कम होती है;
◆ट्यूब बंडल की सबसे भीतरी परत में ट्यूबों के बीच की दूरी बड़ी है, और शेल पक्ष शॉर्ट सर्किट के लिए आसान है। जब पाइप में प्रवाह वेग बहुत अधिक होता है, तो यह यू-आकार के मोड़ वाले पाइप अनुभाग में गंभीर क्षरण का कारण बनेगा और इसकी सेवा जीवन को प्रभावित करेगा;
◆यदि आंतरिक ट्यूब क्षतिग्रस्त है, तो इसे बदला नहीं जा सकता है, इसलिए स्क्रैप दर अधिक है।
5
स्प्रे हीट एक्सचेंजर
स्प्रे हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का ट्यूबलर हीट एक्सचेंजर है, जो पंक्तियों में स्टील फ्रेम पर हीट एक्सचेंज ट्यूबों को ठीक करता है, ट्यूबों में गर्म तरल पदार्थ प्रवाहित होता है, और ठंडा पानी ऊपरी स्प्रे डिवाइस से समान रूप से डाला जाता है, इसलिए यह है इसे स्प्रे कूलर भी कहा जाता है। स्प्रे हीट एक्सचेंजर की ट्यूब के बाहर उच्च स्तर की अशांति के साथ तरल फिल्म की एक परत होती है, और ट्यूब के बाहर गर्मी हस्तांतरण गुणांक जलमग्न हीट एक्सचेंजर की तुलना में बहुत बड़ा होता है। इसके अलावा, स्प्रे हीट एक्सचेंजर को ज्यादातर उस स्थान पर रखा जाता है जहां हवा प्रसारित होती है, और ठंडा पानी का वाष्पीकरण भी गर्मी का कुछ हिस्सा ले लेता है, जिससे ठंडा पानी का तापमान कम हो सकता है और गर्मी हस्तांतरण की प्रेरक शक्ति बढ़ सकती है . विसर्जन हीट एक्सचेंजर की तुलना में, स्प्रे हीट एक्सचेंजर के गर्मी हस्तांतरण प्रभाव में काफी सुधार होता है।
स्प्रे हीट एक्सचेंजर
स्प्रे हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆सरल संरचना और कम लागत;
◆यह ठंडे पानी के तापमान को कम कर सकता है और गर्मी हस्तांतरण की प्रेरक शक्ति को बढ़ा सकता है;
◆उच्च दबाव का सामना कर सकते हैं;
◆रखरखाव और सफाई के लिए आसान, कम पानी की गुणवत्ता की आवश्यकता।
स्प्रे हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆ठंडे पानी का असमान छिड़काव गर्मी हस्तांतरण प्रभाव को प्रभावित करेगा;
◆इसे केवल बाहर ही स्थापित किया जा सकता है।
6
ट्यूब हीट एक्सचेंजर
केसिंग हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का ट्यूब हीट एक्सचेंजर है, जो विभिन्न आकारों के दो मानक ट्यूबों से जुड़ा एक संकेंद्रित गोलाकार आवरण है। बाहरी हिस्से को शेल साइड कहा जाता है और अंदरूनी हिस्से को ट्यूब साइड कहा जाता है। ऊष्मा विनिमय के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए दो अलग-अलग मीडिया शेल साइड और ट्यूब साइड में विपरीत (या एक ही दिशा में) प्रवाहित हो सकते हैं। ट्यूब-और-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स में आमतौर पर एक शेल (एक आंतरिक शेल और एक बाहरी शेल सहित), एक यू-आकार की कोहनी, एक स्टफिंग बॉक्स और इसी तरह का सामान होता है।
ट्यूब हीट एक्सचेंजर
केसिंग हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆सरल संरचना, उच्च दबाव झेलने में सक्षम;
◆हीट ट्रांसफर क्षेत्र को जरूरतों के अनुसार बढ़ाया या घटाया जा सकता है, जो आवेदन के लिए सुविधाजनक है।
केसिंग हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆पाइपों के बीच कई जोड़ होते हैं, जिनसे रिसाव होना आसान होता है;
◆बड़े फर्श क्षेत्र और प्रति यूनिट गर्मी हस्तांतरण सतह पर बड़ी धातु की खपत।
7
जैकेटयुक्त हीट एक्सचेंजर
जैकेटेड हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का प्लेट हीट एक्सचेंजर है, जो कंटेनर की बाहरी दीवार पर एक जैकेट स्थापित करके बनाया जाता है, और इसकी एक सरल संरचना होती है; लेकिन इसकी हीटिंग सतह कंटेनर की दीवार द्वारा सीमित है, और गर्मी हस्तांतरण गुणांक अधिक नहीं है। गर्मी हस्तांतरण गुणांक में सुधार करने और केतली में तरल को समान रूप से गर्म करने के लिए, केतली में एक स्टिरर स्थापित किया जा सकता है। जब ठंडा पानी या गैर-चरण-परिवर्तन हीटिंग एजेंट को जैकेट में डाला जाता है, तो जैकेट के एक तरफ गर्मी हस्तांतरण गुणांक को बढ़ाने के लिए सर्पिल बाफ़ल या अशांति बढ़ाने के अन्य उपाय भी जैकेट में सेट किए जा सकते हैं। गर्मी हस्तांतरण सतह की कमी को पूरा करने के लिए, केतली के अंदर कॉइल भी स्थापित किए जा सकते हैं। प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं को गर्म करने और ठंडा करने के लिए जैकेट वाले हीट एक्सचेंजर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
जैकेटयुक्त हीट एक्सचेंजर
जैकेट वाले हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆सरल संरचना;
◆प्रक्रिया करना आसान।
जैकेट वाले हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆छोटा ताप स्थानांतरण क्षेत्र और कम ताप स्थानांतरण दक्षता।
8
सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर
सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर एक प्रकार का प्लेट हीट एक्सचेंजर है, जो दो समानांतर धातु प्लेटों से बना होता है, जो अंदर दो संकेंद्रित सर्पिल चैनल बनाते हैं। सर्पिल चैनलों को अलग करने के लिए हीट एक्सचेंजर के केंद्र में एक विभाजन स्थापित किया जाता है, और चैनल रिक्ति बनाए रखने के लिए दो प्लेटों के बीच एक दूरी स्तंभ को वेल्ड किया जाता है।
सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर
सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक;
◆स्केल करना और ब्लॉक करना आसान नहीं;
◆कम तापमान के साथ ताप स्रोत का उपयोग करने में सक्षम;
◆कॉम्पैक्ट संरचना.
सर्पिल प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के नुकसान हैं:
◆ऑपरेटिंग दबाव और तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए;
◆ओवरहाल करना आसान नहीं है।
9
हीट पाइप हीट एक्सचेंजर
हीट पाइप एक सीलबंद धातु ट्यूब में एक निश्चित मात्रा में कुछ कार्यशील तरल भरकर बनाई जाती है जो गैर-संघनित गैस को हटा देती है। कार्यशील तरल गर्म सिरे पर ऊष्मा को अवशोषित करता है और उबलकर वाष्पीकृत हो जाता है। उत्पन्न भाप संघनित होने और गुप्त ऊष्मा छोड़ने के लिए ठंडे सिरे तक प्रवाहित होती है। संघनन गर्म सिरे पर लौट आता है और फिर से उबलकर वाष्पीकृत हो जाता है। यह चक्र दोहराया जाता है, और गर्मी लगातार गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक स्थानांतरित होती रहती है।
हीट पाइप हीट एक्सचेंजर
हीट पाइप हीट एक्सचेंजर्स के फायदे हैं:
◆सरल संरचना, लंबी सेवा जीवन और विश्वसनीय संचालन;
◆अत्यंत उच्च तापीय चालकता और अच्छी इज़ोटेर्मल संपत्ति;
◆ठंडे और गर्म पक्षों के दोनों तरफ गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को मनमाने ढंग से बदला जा सकता है, यह लंबी दूरी पर गर्मी स्थानांतरित कर सकता है, और तापमान को नियंत्रित कर सकता है।
इसके नुकसान हैं:
◆खराब ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध।
हीट एक्सचेंजर के उपयोग के लिए सावधानियां:
◆पाइप नेटवर्क को साफ रखें। चाहे काम से पहले हो या काम पूरा होने के बाद, हीट एक्सचेंजर की रुकावट से बचने के लिए पाइप नेटवर्क को साफ किया जाना चाहिए। इसके अलावा, परिशोधन उपकरण और फिल्टर की सफाई पर भी ध्यान देना चाहिए, ताकि संपूर्ण ताप विनिमय कार्य सुचारू रूप से पूरा हो सके।
◆नरम पानी को सख्ती से नियंत्रित करें। हीटिंग माध्यम को संसाधित करने से पहले, सिस्टम और सॉफ्टनिंग टैंक में पानी की गुणवत्ता की जांच करें, और यह पुष्टि करने के बाद कि पानी की गुणवत्ता योग्य है, इसे इंजेक्ट करें।
◆ नई प्रणाली का परीक्षण करें. नई प्रणाली के लिए, इसे तुरंत हीट एक्सचेंजर के साथ वैकल्पिक रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है, लेकिन नई प्रणाली को एक निर्दिष्ट अवधि के भीतर संचालित किया जाना चाहिए, और ऑपरेशन परीक्षण पूरा होने के बाद ही हीट एक्सचेंजर को सिस्टम में शामिल किया जा सकता है। इसका उद्देश्य पाइप नेटवर्क में अशुद्धियों को हीट एक्सचेंजर के आंतरिक उपकरण को नुकसान पहुंचाने से रोकना है
