나선형 판형 열교환기와 열에너지 시스템 간의 관계

냉각 과정에서는 고온의 열전달 오일을 냉매 탱크의 고온 장비에서 교체하는 것뿐만 아니라, 고온 장비를 최대한 빠른 시간 내에 냉각하는 것이 중요합니다. 공정 흐름은 다음과 같습니다. 냉매 저장 탱크의 열전달 오일은 Y자형 오일 필터를 거치고, 냉매 펌프에서 열교환기의 오일 및 가스 분리 장치인 '지질화조'를 거쳐 냉매 저장 탱크까지 강제 폐쇄 루프 액상 냉각 사이클이 진행됩니다. 이 공정의 핵심 장비는 열교환기입니다.

공정 요구사항에 따라 나선형 판형 열교환기는 높은 열전달 효율, 넓은 열전달 면적, 작은 온도차 응력, 정밀한 출구 온도 제어, 그리고 오염 및 막힘 발생 위험 감소 등의 특징을 갖습니다. 일반적으로 사용되는 관형 열교환기는 열전달 효율이 낮고 부피가 크며 온도차 응력이 상당합니다. 유기 열매체 열에너지 시스템에 사용할 경우, 외피에 팽창 이음매를 설치해야 하므로 금속 소비량이 증가합니다. 관형 열교환기와 비교했을 때, 나선형 판형 열교환기는 유기 열매체 열에너지 시스템의 공정 요구사항을 정확하게 충족하는 여러 장점을 가지고 있습니다.

나선형 판형 열교환기는 나선형 판 성형기에서 두 개의 평행한 얇은 강판을 압연하여 제작되며, 두 강판 사이에 유체가 통과할 수 있는 두 개의 평행한 직사각형 나선형 유로를 형성합니다. 얇은 강판은 열 전달 표면이며, 나선형으로 성형된 두 개의 얇은 강판의 안쪽 끝은 유로를 분리하는 중앙 칸막이에 용접됩니다. 양쪽 끝에는 엔드 캡이 유로 시스템을 덮습니다. 간격 유지 기둥을 사용하여 두 나선형 판 사이의 거리를 유지하고 나선형 판의 내압성을 향상시킵니다.

유기 열매체 열에너지 시스템의 냉각 과정에서 고온 유체와 저온 유체 사이의 온도 차이가 크며, 고온 유체의 온도는 약 200°C에 달할 수 있습니다. 저온 유체, 즉 순환수는 상온이므로 관형 열교환기에는 상당한 온도차 응력이 발생합니다. 나선형 판형 열교환기의 특징은 이러한 온도차로 인한 팽창을 허용한다는 점입니다.

두 개의 긴 나선형 채널 덕분에 나선형 본체는 가열 또는 냉각 시 시계 태엽처럼 늘어나거나 줄어들 수 있습니다. 나선형 본체는 한쪽은 고온 유체, 다른 쪽은 저온 유체로 둘러싸여 있으며, 외측 링은 대기와 접촉합니다. 나선형 본체 사이의 온도 차이는 관형 열교환기의 관과 외피 사이의 온도 차이만큼 크지 않으므로 온도차로 인한 응력이 크게 발생하지 않습니다. 이러한 특징은 유기 열매체 열에너지 시스템에 적합하며, 구조가 콤팩트하고 열교환 면적이 넓으며 제조가 간단하고 투자 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 또한 이물질로 막히기 쉽지 않습니다.

나선형 판형 열교환기는 매체의 단일 유로와 다른 유형의 열교환기에 비해 높은 허용 유량 덕분에 오염물질이 쉽게 침착되지 않습니다. 만약 유로의 특정 부분에 오염물질이 침착되더라도, 해당 부분의 단면적이 감소하고 국부적인 유량이 증가하여 오염물질 침착 부위를 씻어내는 효과가 나타납니다. 따라서 오염물질 침착률은 관형 열교환기의 10% 수준에 불과하며, 세척이 용이합니다. 이는 유기 열매체를 사용하는 열에너지 시스템의 정상적인 작동에 도움이 될 뿐만 아니라 열전달 효율에도 영향을 미치지 않으며, 출구 온도를 정밀하게 제어할 수 있게 해줍니다.