Sokáig azt hitték, hogy a spirális bordás kialakítás az egyetlen lehetőség olyan környezetben való használatra, ahol nehéz anyagokat, hosszú élettartamot és általános szilárdságot igényelnek. Úgy gondolták, hogy a lemezbordás tekercsek túlságosan törékenyek sok ipari alkalmazás szigorához. De az elmúlt néhány évtizedben egyre gyakrabban fordul elő lemezbordás típusú hőcserélők, amelyeket ipari alkalmazásokban használnak.
Ez nem jelenti azt, hogy a lemezborda tekercsek felváltották a spirális bordát. Még mindig számtalan olyan alkalmazás létezik, ahol a spirális bordás tekercsek a legjobb megoldás, de az olyan új eljárások, amelyek lehetővé teszik például a nehezebb bordák méretét, azt eredményezték, hogy a lemezbordák egyre népszerűbbé váltak azokban az alkalmazásokban, ahol korábban csak spirális borda-konstrukciókat vettek volna számításba.
Ebben a bejegyzésben mindkét típusú hőcserélőt megvitatjuk – néhány részletet a felépítésükről és mindegyik előnyeiről.
Lemezborda
A lemezbordás hőcserélőben a csöveket egy sor fém „lamellán” keresztül vezetik be. Ezek a bordák egy (0,004-0,032 hüvelykes) fémből – például rézből vagy alumíniumból – készülnek, amelyet egy présen keresztül vezetnek, amely lyukakat lyukaszt a csövek számára, és méretre vágja a lapot. Ennek eléréséhez a prések többféle szerszámot használnak, amelyek lehetővé teszik a lamellák per inch (FPI), a cső és a cső közötti távolság és a csőátmérő változó konfigurációját.
Ezután csöveket helyeznek át a bordákon. Ezután a csöveket kiterjesztik, hogy biztonságos kötést képezzenek a bordacsomagon belül, hogy maximalizálják a hőátadást a csövek és a bordák között. Ez mechanikus eljárással vagy nyomás alatti víz használatával megvalósítható.
Előnyök
1. Változatos anyaglehetőségek: A lemezbordás tekercseknél a bordák tetszőleges számú anyagból készíthetők. Néhány népszerű példa a réz, alumínium, szénacél és rozsdamentes acél, olyan anyagokkal, mint a réz-nikkel, kevésbé elterjedt, de nem ismeretlen.
2. Változatos bordák felületi konfigurációs lehetőségek: A bordák különféle mintákkal és fejlesztésekkel készíthetők, amelyek többek között növelik a levegő turbulenciáját vagy megkönnyítik a tekercs tisztítását. Néhány népszerű bordás felület:
Lapos uszony
Hullámborda
Szinuszos uszony
Megemelt lándzsaúszó
Lamellás uszony
3. Hőátadási teljesítmény: A lemezbordás tekercsek a nagyobb másodlagos felület miatt jobb hőátbocsátási tényezőt biztosíthatnak a levegő oldalon, mint a spirálisan burkolt bordák, ami azt jelenti, hogy az energia hatékonyabban kerül át a tekercsen keresztül.
4. A bordasűrűség változékonysága: A lemezbordás hőcserélők kialakítása a bordasűrűség széles skáláját teszi lehetővé, tipikusan 1 és 25 FPI között. A szabványos spirálburkolt bordákkal rendelkező tekercsek általában korlátozottabbak ezen a területen, a 4-13 FPI a tipikus tartomány, de néhány nagyon alacsony bordamagasságú spirális tekercselés sokkal nagyobb FPI-t érhet el.
Spiráluszony
A csigabordás kialakításnak is nevezik, a spirálba tekert bordák lényegében pontosan ilyenek – egy cső köré csavart csavarvonal alakú borda. Ellentétben a lemezbordák kialakításával, amelyek több csövet tartalmaznak, amelyek egy közös bordán haladnak át, a spirálisan burkolt bordáknál minden csövet teljes hosszában spirális bordák vesznek körül.
Előnyök
1. Az egyszerű csere lehetősége: Ellentétben a lemezbordák kialakításával, ahol az egyes alkatrészek eltávolítása és cseréje kevésbé gazdaságos, mint a teljes tekercs cseréje, bizonyos spirálburkolt kialakítások lehetővé teszik a csövek könnyű cseréjét, ha azok megsérülnek.
2. Nagyon jó uszony-cső érintkezés és kötés (különösen, ha beágyazott bordás módszert használunk): A spirálisan tekercselt bordás cső előállításához néhány különböző módszert alkalmaznak. A beágyazott bordás módszer a legjobb uszony és a cső közötti kötést hozza létre, és magasabb hőmérsékleten is használható, míg az éles tekercselés és az L-láb opciók jobban megfelelnek az alacsonyabb hőmérsékletű alkalmazásokhoz.
• Széltekercselés – a csőre merőleges irányban egy bordaanyag csíkot tekercselnek fel, amely folyamatos spirális bordát hoz létre a cső hosszában. A bordát és a csövet feszültség köti össze.
• Feltekerhető vagy „L” lábú – egy borda anyagú csíkot helyeznek a csőre oly módon, hogy a bordacsík egy része 90°-ban meghajlik a csővel párhuzamosan, így „láb” jön létre. Ez a láb növeli a borda érintkezési felületét a csővel, így további hőátadást biztosít. Ez a módszer is feszítő kötésen alapul.
• Beágyazott: Ennél a módszernél a cső felületén egy hornyot szántanak, és a bordacsíkot a horonyba tekerik. A horony széleit visszanyomják a borda szélére, hogy a borda a helyén rögzüljön. Ezzel a módszerrel magát a csőanyagot köti össze a bordával, amely kötés még magas hőmérsékleten is megmarad.
3. Több anyaglehetőség magas hőmérsékleten: 400 és 700 °F közötti levegőhőmérsékletű alkalmazásokhoz alumíniumból és acélból készült spirálburkolt bordák használhatók, míg a lemezbordás tekercseket acél bordákból és csövekből kell készíteni, ha ilyen hőmérsékleten működnek.
