판형 열교환기

▶PLATE HEAT EXCHANGER

판형 열교환기 개요

판형 열교환기 개요   열교환기는 하나의 유체(또는 GAS)로부터 다른 유체로 물리적인 접촉이 없이 열을 전달하기 위한 것이다. 다시말해 유체가 서로 섞이지 않고 열만 전달하는 것이다. 하나의 유체를 간접적으로 가열하거나 냉각하고자 할때 사용하며 열교환기 자체를 가열 또는 냉각하는 것은 아니다. 따라서 열교환기의 크기가 큰 것은 효과적이며, 크기에 비례하여 열교환기의 비용이 클 수 있다. 적은 비용에 의하여 큰 용량의 열교환을 하는 것이 중요하며, Shell & Tube 타입은 실제적으로 크기에 비하여 아주 적은 열교환이 이루어 진다. 이에 반하여 판형 열 교환기는 높은 성능을 갖는 열전달 플레이트에 의하여 높은 열전달 능력을 갖는다.    판형 열교환기와 Shell & Tube 열교환기 비교   판형열교환기는 전통적인 Shell & Tube 열교환기와 비교하여 아래와 같은 많은 장점을 갖고 있다. - 뛰어난 열전달 특성 : 3~5배 - 최대 90%까지 공간절약 - 운송 및 설치가 용이하다. - 대칭 및 비대칭에 대한 넓은 범위의 플레이트 구성 - 운용 조건변동에 따른 열교환기의 특성변경의 용이 - 유량차에 정확히 매칭하는 플레이트 적용(비대칭형:GX-Type) - 분해,검사 및 유지보수의 용이 - 세관작업의 용이  판형 열교환기 구성   1. Fixed cover plate - 고정 후레임 2. Movable cover plate - 이동식 후레임 3. Carrying bar - 판 걸이 봉 4. Guiding bar - 판 안내 봉 5. End support - 지지대 6. Plates - 플레이트 7. Tightening bolt - 조임 볼트너트 8. Connection port - 배관 연결구  플레이트 타입   1) 대칭형 플레이트 (GC PLATE TYPE) 주름이 진 플레이트의 가장자리를 따라서 가스켓이 놓여 있으며 4개의 포트중 2개의 포트에만 가스켓이 둘러져 있다. 이것은 2개의 유체중 1개의 유체만이 플레이트의 표면에 접근할 수 있게 한다. 다음번 플레이트는 이전의 플레이트와는 다른 2개의 포트에 가스켓이 둘러져 있다. 이렇게 하여 두개의 유체가 매번 다른 채널로 흐르도록 한다. 포트 주위에 이중의 가스켓으로 되어 있어서 두 유체간에 섞임을 이중으로 방지하며, 압력손실 및 열전달 효율은 플레이트 형상의 각도와 같은 요소에 의하여 변한다. 각도가 큰 것(high -theta plate)은 높은 저항과 큰 열전달 효과가 있으며, 각도가 작은 것(low-theta plate)은 낮은 압력손실과 적은 열전달 효과가 있다. 2) 비대칭형 플레이트 (GX PLATE TYPE) 각각의 플레이트마다 2개의 각도을 갖는 구조로 되어 있으며, 각도가 크든 작든 갈비뼈와 같은 형상에 의하여 6개의 채널구성을 가능하게 한다. 각도가 큰 것(high -theta plate)은 높은 저항을, 각도가 작은 것(low-theta plate)은 낮은 압력손실을 주며, 이것은 각각의 매체특성에 따라 최적화된 열교환기를 설계할 수 있게 한다 1차측의 유량이 2차측과 다를경우에 이 플레이트를 사용하여 비대칭 채널을 구성하므로서, 최적의 열교환을 하게 한다. 3) 와이드 갭 플레이트 (GF PLATE TYPE) 와이드 갭 플레이트는 막힘으로 부터 청소를 필요로 하는 섬유질 또는 고형물질의 특성을 갖는 유체에 대하여 매우 효과적이다. 이는 보통것보다 채널폭이 2~5배 넓어서 섬유질을 포함한 유체 및 알갱이가 큰 물질의 통과를 원활하게 해준다. 채널간의 최대 갭은 12mm로 구성되며. 둘다 간격이 넓은 채널로 조합하여 사용 할 수 있으며 한쪽은 좁고, 한쪽은 넓은 채널로도 구성하여 사용하는 2가지로 조합하여 사용 할 수 있게 되어있다. 4) Semi-Welded 플레이트 (GW PLATE TYPE) Semi-Welded 플레이트는 암모니아로 인한 안전성 및 신뢰성을 확보하기 위하여 채널을 레이져로 용접하여 비대칭과 대칭의 플레이트를 형성하고 있다. 플레이트의 패턴은 비대칭 유로 일지라도 높은 열효율을 주기 때문에 냉동기등에 적용이 적합하다. 5) Double-Wall 플레이트 (GD PLATE TYPE) Double-Wall 플레이트는 대칭형 플레이트와 같은 방법으로 운용된다.차이점은 4개의 포트 주위가 레이져로 용접된 2개의 플레이트로 되어 있다는 것이다. 이러한 것은 서로 다른 유체의 혼합을 이중으로 방지하며 유체의 누수를 방지하며 혼합시 폭발성 유체등에 적용한다.  열교환기 적용분야   산업용 : 산업의 여러분야에서 생산 및 처리공정에 가열 및 냉각공정을 필요로 한다. 적절하게 처리되지 못한 열로 인하여 공정, 작업환경 및 제품의 질에 영향을 미친다. 이에 따라 판형열교환기는 운용조건 및 유체 특성에 적합한 플레이트의 적용에 의하여 넓은 범위의 열교환에 사용된다. 금속기계 : 기계장치의 냉각, 윤활유/엔진오일 냉각, 전해도금액, 전착도료 등 전력/원자력 : 터빈/트랜스퍼머의 오일냉각, 원자력 반응기, 순수제조기 펄프/제지 : 포르말린 냉각, 폐가스 응축, 백수가열, 폐열회수 공조설비 : 건축물의 냉난방, 빙축열 시스템 화학 : 석유정제, 유지,약품, 소다, 페인트, 비료, 유기 및 무기화학 의 가열 및 냉각공정 식품 : 유제품의 살균/냉각, 맥주의 냉각/가열/발효/멸균장치, 주류 및 식품의 냉각/가열/살균공정 섬유 : 중합액 가열/냉각/용제회수, 염색공장의 폐열회수 냉동기 : 증발기(Evaporator), 응축기(Condenser), 냉각기, 오일 Cooler 지역난방 : 열병합발전, 난방/급탕, 폐열회수, 지열이용 기타 : 의약, 선박, 양식장, 배양장, 원예재배, 타이어 공업 등   열교환기 열 교환기는 산업용 窯爐에서 배출되는 통로에 설치하여 버려지는 廢熱을 회수하는 장비로,   일반적으로 열교환기의 전열관 외부로 폐열이 지나가고 전열관 내부로는 공기 또는 물이 통과되어 폐열로부터 열을 빼앗아 이들의 온도를 상승시킨다. 이렇게 가열된 공기 또는 물은 다시 버어너로 투입되어 燃燒용 공기로 사용되 거나 온수난방장치 혹은 뜨거운 물을 사용하는 현장등에 활용하여 그 만큼의 에너지 사용량을 줄이는데 기여한다. 열교환기의 종류는 분류방식에 따라 여러 종류가 있으나, 재료적인 측면에서 금속재료를 사용하는 금속재열교환기와 세라믹재료를 사용하는 세라믹열교환기, 금속재와 세라믹재를 혼합하여 사용하는 혼합열교환기가 있으며, 금속재의 경우 腐蝕, Creep현상과 耐熱性등에 의하여 섭씨 800℃ 이하에서 사용할 수 있다. 세라믹재료의 경우 부식에 강하고 내열성, 고온강도등이 우수하여 800℃이상 1400℃까지의 고온폐열회수에 사용된다. 열교환기 설치에 따른 에너지절약효과는 산업용 요로에서 나오는 폐열에 의하여 열교환기를 통과한 공기의 온도가 상온보다 100℃ 높아질 때 약 5%정도의 에너지절약효과가 있다.