다른 유형과 비교한 동관 열교환기의 장점

동관 열교환기가 널리 사용되는 이유

구리관 열 교환기는 냉동, 공조, 온수 난방 및 경공업 열 회수 분야에서 가장 중요한 역할을 합니다. 구리관은 매우 높은 열전도율, 물과 냉매에 대한 탁월한 부식 저항성, 굽힘 및 팽창을 위한 높은 연성, 오염에 강하고 청소가 쉬운 매끄러운 비다공성 표면-을 동시에 제공하기 때문입니다.

구리 튜브 교환기에는 구리 또는 구리 합금 튜브가 포함된 쉘-및-튜브 장치, 공랭식 응축기 및 증발기용 핀-및-튜브 코일, 식수용 이중-통풍 튜브 교환기, 포장 장비에 사용되는 소형 납땜 또는 기계 조립 장치가 포함됩니다. 이러한 모든 설계에 동일한 재료 계열이 사용되어 예비 부품 재고 및 수리 절차가 단순화됩니다.

튜브 표준 및 일반 등급

튜브는 다양한 템퍼로 제공됩니다. 롤러를 튜브 시트로 확장하고 구부리기 위한 어닐링된 튜브와 튜브가 긴 범위에 걸쳐 자립-되어야 하는 경질 인발 또는 반 경질 튜브가 있습니다. 공조 및 냉동 튜브는 일반적으로 ASTM B280 또는 EN 12735-1에 따라 끝이 막힌 소프트 코일로 공급되므로 보어가 운송 중에 깨끗하고 건조하게 유지됩니다.

열 및 유압 성능

구리는 강철이나 스테인리스강보다 훨씬 빠르게 열을 전도하기 때문에 구리 튜브 교환기는 주어진 작업에 대해 더 적은 표면적을 필요로 하며 스트림 간의 평균 온도 차이가 더 작아도 동일한 열 전달에 도달합니다. 이것이 냉각수나 냉동 회로와 같이 온도 차이가 작은 곳에 구리가 사용되는 이유이며, 구리 코일을 옥상 및 포장 장치에 충분히 작게 만들 수 있는 이유입니다.

내부적으로 향상된 튜브를 사용하면 튜브{0}}측 성능이 더욱 향상될 수 있습니다. 능선 및 나선형 내부 표면은 경계층을 분할하고 튜브{2}} 측면 계수를 높여 동일한 임무에 대해 더 짧은 번들 또는 더 작은 직경을 허용합니다. 정확한 이득은 내부 형상, 유속 및 유체 특성에 따라 달라지며, 가정하기보다는 특정 패턴에 대한 튜브 공급업체의 열 전달 데이터에서 가져와야 합니다. 쉘 측에서 배플 간격과 여유 공간은 쉘{4}} 측 계수와 튜브 진동 위험을 제어합니다.

부식, 오염 및 속도 제한

구리관은 물, 증기 응축수 및 냉매 회로에서 안정적인 성능을 유지하며, 구리관이 형성하는 보호 산화물 층은 추가 공격을 지연시켜 서비스 수명을 연장시킵니다. 설계 시 고려해야 할 실패 모드는 잘 알려져 있습니다. 물이나 세척제에 포함된 암모니아 및 암모늄 화합물은 구리관의 급격한 응력-부식 균열을 유발합니다. 부유 모래와 연행 공기는 충돌 공격을 유발하며, 대부분 튜브 입구와 배플 교차점에서 발생합니다. 권장 속도 이상으로 흐르는 물은 일반 및 국지적 낭비를 가속화합니다. 구리는 또한 엘보우 배출구에서 침식{4}}부식될 수 있으며, 특정 유기산이 습기와 함께 존재하는 냉동 회로에서도 개미 부식이 발생할 수 있습니다.

실용적인 대책은 튜브 합금 및 물 화학에 대해 설정된 범위 내에서 유속을 유지하고, 공기 주머니와 정체 구역을 방지하고, 물이 더러운 곳에 보호 입구 슬리브 또는 페룰을 맞추고, 오염으로 인해 나머지 흐름 영역에서 국부 속도가 증가하지 않도록 튜브를 깨끗하게 유지하고, 암모니아성 세척 화학 물질을 방지하는 것입니다. 바닷물, 소금물 또는 오염된 물이 포함된 경우에는 순수한 구리보다는 구리-니켈 튜브를 선택해야 합니다.

제작: 확장, 브레이징 및 용접

구리 튜브는 일반적으로 롤러 확장을 통해 튜브 시트에 결합되며, 때로는 열 순환 하에서 조인트가 누출되지 않도록 밀봉 용접이 이어집니다. 확장하려면 일관된 경도와 벽 두께를 갖는 어닐링된 튜브, 모따기된 입구가 있는 올바른 크기의 구멍, 제어된 팽창 토크가 필요하므로 튜브가 과도하게 굴러가거나 얇아지지 않습니다.- 구리-인 필러를 사용한 브레이징은 플럭스가 필요하지 않기 때문에 구리-대-구리 냉동 조인트의 표준 방법입니다. 구리-와-강철 또는 구리-대-황동 접합에는 적절한 은{10}}기반 필러와 플럭스가 필요합니다. 모든 냉동 브레이징은 튜브 내부의 산화물 스케일을 방지하기 위해 질소 퍼지로 수행되어야 하며, 가열하기 전에 튜브는 건조하고 오일이 없어야 합니다.

굽힘, 스웨이징 및 플레어링은 모두 어닐링된 튜브에서 냉간으로 수행됩니다. 구리 가공물은 단단해지기 때문에 최소 굽힘 반경 및 어닐링 요구 사항은 튜브 공급업체의 데이터에서 가져와야 하며 완성된 코일은 설치 전에 압력 테스트를 거쳐 청소되어야 합니다.

응용

냉동 및 공조: 응축기 및 증발기 코일, 냉각기 배럴, 열 펌프 및 포장 장치.

전력 및 프로세스: 담수 또는 기수에서 구리 합금 튜브를 사용하는 응축기, 급수 히터 및 오일 쿨러.

물 난방 및 지역 에너지: 가정용 온수 교환기, 태양열 집열기 및 열 인터페이스 장치.

해양: 구리-니켈 튜브를 사용하는 해수{0}}냉각 교환기 및 선상 냉각 회로.

경공업: 압축 공기 애프터쿨러, 유압 오일 쿨러 및 식품 산업 열 전달 장비.

FAQ

Q: 구리관 열교환기가 열을 더 잘 전달하는 이유는 무엇입니까?
구리의 열전도율은 약 386W/(m·K)로 탄소강의 약 50W/(m·K)와 스테인리스강의 약 16W/(m·K)보다 훨씬 높습니다. 따라서 튜브 벽은 열 저항을 거의 추가하지 않으며 교환기는 동일한 작업에 대해 더 적은 면적을 필요로 합니다.

Q: 구리관 열교환기는 부식에 강합니까?
물, 증기 응축수 및 냉매 회로에서는 그렇습니다. 구리는 추가 공격을 제한하고 긴 서비스 수명을 제공하는 보호 산화막을 형성합니다. 예외는 암모니아성 환경, 강산화성 산, 공기나 모래가 혼입된 고속수-이며 구리는 응력 부식 균열 또는 충돌 공격으로 인해 파손될 수 있습니다.

Q: 구리 튜브는 왜 오염에 저항합니까?
구리 튜브는 부드럽고 비다공성 표면을 갖고 있어 습윤성이 우수하므로 거친 금속 표면에 비해 스케일과 생물막이 쉽게 부착되지 않습니다. 이는 열 전달 계수를 안정적으로 유지하고 청소를 더 쉽게 만듭니다. 이는 구리 코일이 냉각 및 냉장 서비스에 널리 사용되는 이유 중 하나입니다.

Q: 구리관 교환기의 물 속도를 제한하는 것은 무엇입니까?
속도는 충돌 및 침식{0}}부식의 위험에 의해 제한되며, 이는 튜브 합금, 물의 화학적 성질, 부유 물질 및 혼입된 공기의 양에 따라 달라집니다. 허용 가능한 범위는 특정 튜브 합금에 대한 설계 지침에서 나와야 하며 튜브 공급업체의 데이터와 비교하여 확인되어야 합니다.

Q: 동관교환기는 수리가 가능한가요?
예. 구리 튜브는 쉽게 재-팽창, 재-납땜 또는 교체할 수 있으며, 작업이 허용하는 경우 단일 튜브를 꽂을 수 있습니다. 수리 시 원본과 동일한 합금 및 성질을 사용해야 하며, 수리 후 조인트를 다시 테스트해야 합니다.

Q: 해수에는 어떤 동합금관을 사용해야 합니까?
구리-니켈 등급이 표준 선택입니다. 중간 속도의 깨끗한 바닷물의 경우 90/10(C70600), 더 높은 속도, 더 높은 압력 또는 모래{7}}함유 수의 경우 70/30(C71500)입니다. 해군성 황동 ​​C44300은 덜 심각한 기수 작업에 사용됩니다.