Rúrkový (plášťový) výmenník tepla je zariadenie so zväzkom rúrok uloženým v plášti, ktoré prenáša teplo medzi dvoma médiami – ohrievajúcim a ohrievaným. Používa sa naprieč priemyslom (chemický, petrochemický, farmaceutický, potravinársky, energetika) a podľa aplikácie funguje ako kondenzátor, chladič, kotol, ohrievač, výparník alebo kryštalizátor.
Ako funguje rúrkový výmenník tepla
Rúrkový výmenník je typ výmenníka tepla s rúrkami uloženými v plášti. Ide o veľmi bežné priemyselné zariadenie zamerané na rekuperáciu tepla z plynu alebo kvapalín. Princíp je založený na zväzku rúrok usporiadaných vertikálne alebo horizontálne vo vnútri plášťa. Výmena tepla prebieha medzi dvoma médiami – jedno je „zohrievajúce“ a druhé „ohrievané“. Kvapaliny môžu byť rôzneho charakteru a výmenník sa dá použiť na výmenu plyn/plyn, kvapalina/kvapalina či kvapalina/plyn.
Kategórie plášťových a rúrkových výmenníkov
Na trhu sú rôzne kategórie výmenníkov, každý navrhnutý pre špecifickú aplikáciu:
- Kondenzátor: umožňuje premenu plynu na kvapalinu – kondenzuje paru na studenom povrchu a zaisťuje zmenu skupenstva pri konštantnom tlaku.
- Chladič: jeho úlohou je chladiť kvapalinu.
- Kotol: slúži na čiastočné odparenie dna destilačných kolón a používa sa aj na vykurovanie.
- Ohrievač: ohrieva objem kvapaliny alebo plynov, schopný pracovať v extrémnych podmienkach.
- Výparník: koncentruje roztok zmenou skupenstva z kvapalnej do plynnej fázy.
- Kryštalizátor: izoluje produkt a získava ho z roztoku v tuhej forme.
Dimenzovanie výmenníka
Prvým krokom je výber najvhodnejšej technológie – zvažuje sa úloha výmenníka, jeho umiestnenie, typ média, tlaky a teploty. Následne sa určí tepelný výkon a vypočíta potrebná teplovýmenná plocha. Dôležité je aj zmerať tolerovateľný pokles tlaku, teda stratu energie pohybujúceho sa média. Po pripravení konštrukčných plánov je výmenník pripravený na výrobu – najčastejšie z nehrdzavejúcej ocele alebo zliatiny niklu.
Výhody a nevýhody rúrkových výmenníkov
Rúrkový výmenník je mimoriadne robustný a spoľahlivý – z nehrdzavejúcej ocele odolá vysokým tlakom a extrémnym teplotám a dá sa prispôsobiť rôznym aplikáciám aj typom kvapalín. Nevýhodou sú rozmery: výmenníky môžu merať aj niekoľko desiatok metrov, preto treba počítať s priestorom. Do úvahy treba vziať aj riziko usadenín a náročnejšiu kontrolu – mnohé veľké rúrky musia byť pri čistení úplne vybrané zo zariadenia.
Spojenie medzi zväzkom rúrok a rúrovnicou závisí od typu výmenníka. V mnohých prípadoch sú rúrky iba valcované (stroj navinie rúrku do otvoru v rúrkovnici), pri vysokej odolnosti proti zaťaženiu sú rúry privarené na tupo k doske a následne valcované. Zameriavame sa predovšetkým na výmenníky z nehrdzavejúcej ocele, titánu alebo iných zliatin, keďže pre oceľové výmenníky nie je zváranie TIG vždy najvhodnejšie.
Oblasti použitia
Plášťové a rúrkové výmenníky tepla sú prispôsobené všetkým priemyselným odvetviam – chemickému, petrochemickému, farmaceutickému, potravinárskemu, cukrovarom, liehovarom aj energetike. Sortiment je veľmi široký: od malých výmenníkov z nehrdzavejúcej ocele s niekoľkými desiatkami rúrok pre potravinárstvo až po veľké parogenerátory v jadrovom priemysle s viac ako 10 000 rúrkami na jednu dosku. Preto je kľúčové vybrať ten správny podľa konkrétnej aplikácie.
Zaujímate sa o rúrkové výmenníky tepla alebo témy ako orbitálne zváranie a rezanie? Ako autorizovaný distribútor AXXAIR pre Slovensko vám v ant s.r.o. poradíme a odporučíme vhodné produkty – kontaktujte nás.
