Man har længe troet, at et spiralfinnedesign var den eneste mulighed for brug i miljøer, der krævede tunge materialer, lang levetid og generel robusthed. Pladefinnespoler blev anset for at være for skrøbelige til belastningen ved mange industrielle applikationer. Men i løbet af de sidste par årtier er det blevet mere almindeligt at se varmevekslere i pladefinnestil bruges til en stor mængde i industrielle applikationer.
Dermed ikke sagt, at pladefinnespoler har erstattet spiralfinne. Der er stadig utallige applikationer, hvor spiralfinnespoler er den bedste mulighed, men nye processer, der giver mulighed for ting som tungere målere af finner har betydet, at pladefinnemuligheder er blevet mere populære til applikationer, hvor tidligere kun spiralfinnekonstruktioner ville være blevet overvejet.
I dette indlæg vil vi diskutere begge typer varmevekslere - nogle detaljer om, hvordan de er konstrueret, og fordelene ved hver.
Pladefinne
I en pladefinnevarmeveksler indsættes rør gennem en række metalliske "finner". Disse finner er lavet ved hjælp af en kontinuerlig rulle af (0,004" til 0,032") metal - for eksempel kobber eller aluminium - som føres gennem en presse, der slår huller til rør og skærer pladen til. For at opnå dette bruger presser flere forskellige typer matricer, som giver mulighed for variable konfigurationer af finner pr. tomme (FPI), mellemrum mellem rør og rørdiameter.
Derefter indsættes rør gennem finnerne. Derefter udvides rørene for at danne en sikker binding inden i finnepakken for at maksimere varmeoverførslen mellem rør og finner. Dette kan opnås gennem enten en mekanisk proces eller ved at bruge vand under tryk.
Fordele
1. Forskellige materialemuligheder: I pladefinnespoler kan finnerne laves af et vilkårligt antal materialer. Nogle populære eksempler er kobber, aluminium, kulstofstål og rustfrit stål, med materialer som kobber-nikkel mindre almindelige, men ikke uhørt.
2. Forskellige muligheder for konfiguration af finneoverflader: Finner kan fremstilles ved hjælp af en række forskellige mønstre og forbedringer, der blandt andet gør ting som at øge luftturbulensen eller gøre spolen nemmere at rengøre. Nogle populære finneoverflader er:
Flad finne
Bølgefinne
Sinusbølgefinne
Hævet lansefinne
Lamelfinne
3. Varmeoverførselsydelse: Pladefinnespoler kunne give en bedre varmeoverførselskoefficient på luftsiden end den, der leveres af spiralomviklede finner på grund af det større sekundære overfladeareal, hvilket betyder, at energi overføres gennem spolen mere effektivt.
4. Variation af finnedensitet: Pladefinnevarmevekslerens design giver mulighed for en bred vifte af finnedensiteter med et typisk område på 1 til 25 FPI. Spoler med standard spiralviklede finner har tendens til at være mere begrænsede i dette område, hvor 4 til 13 FPI er et typisk område, men nogle spiralviklede finner med meget lave finnehøjder kan opnå en langt større FPI.
Spiralfinne
Også kaldet et spiralformet finnedesign, er spiralviklede finner i det væsentlige netop det - en helixformet finne viklet rundt om et rør. I modsætning til pladefinnedesign, som involverer flere rør, der passerer gennem en fælles finne, involverer spiralomviklede finner, at hvert rør er omgivet af spiralfinner i hele dets længde.
Fordele
1. Potentiale for nem udskiftning: I modsætning til pladefinnedesign, hvor fjernelse og udskiftning af individuelle komponenter kan være mindre økonomisk end at udskifte hele spolen, tillader visse spiralomviklede designs, at rør nemt kan skiftes ud, hvis man skulle blive beskadiget.
2. Meget god finne-til-rør-kontakt og binding (især ved brug af indlejret finnemetode): Der er et par forskellige metoder, der bruges til at lave et spiralviklet ribberør. Den indlejrede finne-metode skaber den bedste finne-til-rør-binding og kan bruges ved højere temperaturer, hvorimod valgmulighederne med kantviklet og L-fod er bedre egnet til anvendelser ved lavere temperaturer.
• Kantviklet – en strimmel af finnemateriale vikles på røret i en vinkelret retning, hvilket skaber en kontinuerlig spiralfinne langs rørets længde. Finnen og røret er bundet ved spænding.
• Omviklet eller "L"-fod - en strimmel af et finnemateriale vil blive på røret på en sådan måde, at en del af finnestrimlen bøjer 90°, lægger sig parallelt med røret, hvilket skaber en "fod". Denne fod øger finnekontaktområdet med røret, hvilket giver yderligere varmeoverførsel. Denne metode er også afhængig af en spændingsbinding.
• Indlejret: Til denne metode pløjes en rille på overfladen af røret, og finnestrimlen vikles ind i rillen. Rillens kanter skubbes tilbage ned over kanten af finnen for at låse finnen på plads. Denne metode gør, at selve rørmaterialet binder til finnen, en binding, der opretholdes selv ved høje temperaturapplikationer.
3. Flere materialemuligheder ved høje temperaturer: Til påføring, der involverer lufttemperaturer mellem 400 og 700° F, er spiralomviklede finner fremstillet af aluminium og stål mulige, hvorimod pladefinnespoler skal fremstilles ved hjælp af stålfinner og -rør, når de arbejder ved sådanne temperaturer.
