당신은 주제를 찾고 있습니까 “열교환 기 종류 – 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자.“? 다음 카테고리의 웹사이트 kk.taphoamini.com 에서 귀하의 모든 질문에 답변해 드립니다: kk.taphoamini.com/wiki. 바로 아래에서 답을 찾을 수 있습니다. 작성자 프리즘21 설계TV 이(가) 작성한 기사에는 조회수 14,582회 및 좋아요 70개 개의 좋아요가 있습니다.
- 원통다관식 (Shell&Tube) 열교환기 …
- 이중관식(Double Pipe Type) 열교환기 …
- 평판형 (Plate Type)열교환기 …
- 공냉식 냉각기(Air Cooler) …
- 가열로 (Fired Heater)
Table of Contents
열교환 기 종류 주제에 대한 동영상 보기
여기에서 이 주제에 대한 비디오를 시청하십시오. 주의 깊게 살펴보고 읽고 있는 내용에 대한 피드백을 제공하세요!
d여기에서 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자. – 열교환 기 종류 주제에 대한 세부정보를 참조하세요
열교환기의 유체보기▶https://bit.ly/37njgUK
열교환기란?
고온물질의 열을 저온물질로 이동, 전달하는 하며 서로 온도가 다르고, 고체벽으로 분리된 두 유체사이에 열교환을 수행하는 장치를 열교환기라 한다.
사관식 열교환기
탱크 내부에 가열 혹은 냉각용의 사관을 장비한 것이고 구조도
간단하고 가격도 싸다는 점에서 옛부터 쓰이고 있다.
현재도 석유증류장치의 상자형 냉각기나 소용량의 열교환기 흑은 부식성이 강한 유체를 취급하는 냉각기 등으로 쓰이고 있다.
사관에는 강관 , 동관을 위시하여 도기, 자기, 유리나 합성수지등도 쓰이고 있다
개방 액막실 열교환기
주로 냉각기로서 쓰이는 열교환기이며 냉각되는 유체를 통과시키는 수 평관(가)위에 물방울을 떨구어 관내의 유체를 냉각한다.
구조는 직관과 벤드를 쓴 간단한 것이며 이것을 몇단으로 겹치면 용량을 증가시킬 수 있다.
관내유체가 누설될 염려도 적고 또 누설되면 곧 알수 있으므로 고압, 부식성의 유체에 적합하다.
공랭식 열교환기
열교환기는 냉각수 대신 공기를 냉각매제로 한 것이고 냉각수가 부족한 이때에 대단히 많이 쓰이게 됐다. 휜 달림전열관을 사용한 관속(管束)과 그것을 지지하는 철 구조물 및 공기를 흐르게 하기 위한 송풍기와 구동장치의 세가진 부분으로 구성 돼 있다.
이것은 수원이나 물 치리등의 염려도 없고 또 냉각수에 의한 부식이나 오염등도 없으며 보전비도 적어도 된다고 하는 특징을 갖고 있다.
자켓식 열교환기
원통형의 저조 혹은 반응관(反應罐)의 동체를 두겹으로 하고 그 공
간에 냉매 혹은 열매체를 통과시키는 구조로 돼 있다.
이것은 구조도 간단하여 제작이 쉬우며 가격이 싸고 또 내용적도 큰 등의 특징이 있다.
단지 전열면적이 동채의 크기에 따라 자연히 제한되므로 전열효율이 낮고 열교환 기능 뿐만 아니라 액온의 유지등 때문에도 쓰이고 있다고 보는 바이다.
다관식 열교환기
교환기의 대표적인 것이라고 할 수 있고 화학장치에 있어서는 가장 널리 쓰이고 있다.
전열관 군(群)까로 관속을 구성하며 그 외주를 원통형의 동치와 좌우의 뚜껑으로 밀폐형으로 돼 있다.
다관식은 취급하는 유체나 압력, 온도 등으로 여러가지 형식의 것이 있으나 종류에 따라서는 전열관과 동체를 분해할 수 없는 것도 있으므로 세정, 정비 등 일 때는 주의가 필요하다.
플레이트식 열교환기
다수의 평판을 일정간격으로 배치하고 그 사이를 하나씩 뛰어 연결하며 평관의 양면 사이에 다른 유체를 흘려 열교환시킨다.
이것은 구조도 간단하고 압력손실이 적으므로 액체중에 고치가 떠 있을 경우에는 유효하다.
#열교환기 #열해석 #열냉각
솔리드웍스 3DCAD와 구조해석의 모든 정보!
3DCAD,구조해석,CAD,CAE 전문기업
SINCE 1997
#솔리드웍스 #SOLIDWORKS #3DCAD #3D모델링 #CAE #구조해석 #CFD
홈페이지 https://www.prism21.co.kr
블로그 https://blog.naver.com/prismco
페이스북 https://www.facebook.com/prism21
카카오 https://pf.kakao.com/_CIxbyd
열교환 기 종류 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.
플랜트 열교환기 종류 – (ⅥI) 구조 별 분류 (1) – 네이버 블로그
열교환기의 종류와 그 속성을 이해하기 위한 대표적인 분류 기준은 아래와 같습니다. (1) 용도 (Purpose of Use). (2) 열교환 방식 (Heat Exchange …
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 4/16/2022
View: 4858
S & T 열교환기 종류 – RE 안전환경
원통다관식 (Shell & Tube Type)열교환기의 종류 · 1. 유동두형열교환기 (Floating Head Type) · 2. 고정관판형 열교환기 (Fixed Tube Sheet Type) · 3. U-자 …
Source: sec-9070.tistory.com
Date Published: 6/8/2022
View: 5837
열교환기의 종류/코일형,원통다관식,이중관식,판형 … – 고컴고캣
1형과 2형의 두 종류가 있습니다. 나선식 열교환기 1형은 액체와 액체 사이에 사용되며, 2형은 콘덴서 가스 쿨러로 사용됩니다. 나 …
Source: catcom.tistory.com
Date Published: 10/30/2021
View: 6459
열교환기의 종류 및 특성 – GLEANING
초기의 관형 열교환기는 액-액, 액-이상류(증발 또는 응축)의 열전달에 응용되었고, 또한, 작동 온도와 압력이 높은 곳이나 파울링 문제가 심각한 곳에도 …
Source: bosch.tistory.com
Date Published: 12/15/2022
View: 5494
열교환기의 종류 및 개요 – 안소니 블로그
1. 개 요 · 2. 열교환기의 종류 · 2.1 사용상의 종류 · 2.1.2 예열기(Preheater) · 2.1.3 과열기(過熱器, Super-Heater) · 2.1.5 리보일러(Re-boiler) · 2.1.6 …
Source: asgi2.tistory.com
Date Published: 1/13/2022
View: 9964
열교환기
1) 열교환기 (Heat Exchanger) · 2) 냉각기 (Cooler) · 3) 응축기 (Condenser) · 4) 재비기 (Reboiler) · 5) 증발기 (Evaporator) · 6) 예열기 (Preheater).
Source: rtocare.tistory.com
Date Published: 5/27/2021
View: 6168
열교환 기 종류 | 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 …
열교환 기 종류 주제에 대한 동영상 보기; d여기에서 열교환기(Heat Exchanger) … 플랜트 열교환기 종류 – (ⅥI) 구조 별 분류 (1) – 네이버 블로그 …
Source: you.dianhac.com.vn
Date Published: 9/17/2021
View: 3934
주제와 관련된 이미지 열교환 기 종류
주제와 관련된 더 많은 사진을 참조하십시오 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자.. 댓글에서 더 많은 관련 이미지를 보거나 필요한 경우 더 많은 관련 기사를 볼 수 있습니다.
주제에 대한 기사 평가 열교환 기 종류
- Author: 프리즘21 설계TV
- Views: 조회수 14,582회
- Likes: 좋아요 70개
- Date Published: 2020. 4. 16.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=A6I4OT2en9k
열교환기의 종류
4. 열교환기
서로 온도가 다르고, 고체벽으로 분리된 두 유체들 사이에 열교환을 수행하는 장치를 열교환기라 하며, 난방, 공기조화, 동력발생, 폐열회수 등에 널리 이용된다.
열교환기의 종류
1.1 기하학적 형태에 따른 분류
1) 원통다관식 (Shell&Tube) 열교환기
가장널리 사용되고 있는 열교환기로 폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수
있으므로 적용범위가 매우 넓고, 신뢰성과 효율이 높다.
그림 a. 단일셀 통로와 단일관 통로를 가진 셀-앤드-튜브 열교환기
(직교유동-대향유동 조작 양식)
2) 이중관식(Double Pipe Type) 열교환기
외관 속에 전열관을 동심원상태로 삽입하여 전열관내 및 외관동체의
환상부에 각각 유체를 흘려서 열교환시키는 구조이다. 구조는 비교적
간단하며 가격도 싸고 전열면적을 증가시키기 위해 직렬 또는 병렬로 같은
치수의 것을 쉽게 연결 시킬수가 있다. 그러나 전열면적이 증대됨에 따라
다관식에 비해 전열면적당의 소요용적이 커지며 가격도 비싸게 되므로
전열면적이 20이하의 것에 많이 사용된다. 이중관식열교환기에서는
내관 및 외관의 청소점검을 위해 그랜드 이음으로 전열관을 떼낼수 있는
구조로 하는수가 많다. 이같은 구조에서는 열팽창․진동 기타의 원인으로
이음부분에서 동측유체가 누설되는수가 있으므로 동측유체는 냉각수와 같은 위험성이 없는 유체 혹은 저압유체를 흘린다. U자형전열관과 관상동체 및
동체커버로 이루어지며 전열관은 온도에 의한 신축이 자유롭고 관내를
빼낼 수 있는 이중관헤어핀형 열교환기기 있다. 또 전열효과를 증가시키기
위해 전열관 외면에 핀(fin)을 부착시킨것도 있다.
그림 b. 동심 열교환기. (a)평행유동, (b)대향유동.
3) 평판형 (Plate Type)열교환기
유로 및 강도를 고려하여 요철(凹凸)형으로 프레스성형된 전열판을 포개서
교대로 각기 유체가 흐르게 한 구조의 열교환기이다. 전열판은 분해할수
있으므로 청소가 완전히 되고 보존점검이 쉬울뿐만 아니라 전열판매수를
가감함으로써 용량을 조절할 수 있다. 전열면을 개방할 수 있는 형식의 것은 고무나 합성수지가스켓을 사용하고 있으므로 고온 또는 고압용으로서는
적당하지 않다. 액체와 액체와의 열교환에 많이 사용되며 한계사용압력 및
온도는 각각 약 , 150℃이다. 주로 식품공정과 같이 자주세척하여
청결을 유지할 필요가 있는경우에 사용되며 아래와 같은 경우에는
적절하지 못하다.
– 0.5mm이상의 고체 입자를 함유한 액체
– 열전달 면적이 2500이상
– 25및 250℃이상
– 상변화가 있는 경우
– 유체의 속도 0.1m/sec이하인 경우
가스켓을 사용하지 않고 용접 또는 납땜에 의해 일체로 제작된 것은 온도의 제한이 완화 되지만 전열면의 점검이나 청소를 할 수 없으므로 부식성 또는 오염이 심한 유체에는 사용할 수없다.
4) 공냉식 냉각기(Air Cooler)
냉각수 대신에 공기를 냉각유체로 하고 팬을 사용하여 전열관의 외면에
공기를 강제통풍시켜 내부유체를 냉각시키는 구조의 열교환기이다.
공기는 전열계수가 매우 작으므로 보통 전열관에는 원주핀이 달린 관이
사용된다. 공냉식열교환기에는 튜브 Bundle에 공기를 삽입하는 삽입통풍형과 공기를 흡입하는 유인통풍형이 있다. 냉각식열교환기는 냉각수가
필요없으므로 (수원보호의 필요가 없으므로)최근 그 이용이 급격히
증가되고 있다. 그러나 넓은 설치면적이 필요하며 건설비가 비싸고, 관에서의 누설을 발견하기 어렵고, 전열관의 교환이 곤란한 점등의 단점이 있다.
(a) Forced Type (b) Induced Type
5) 가열로 (Fired Heater)
액체 혹은 기체연료를 버너를 이용하여 연소시키고 이 때 발생하는 연소열을 이용하여 투브내의 유체를 가열하는 방식이다. 가장 큰 열량을 얻을 수
있으며 열전달 메카니즘은 복사 및 대류를 포함하므로 설계하기가 매우
어렵다. 공해의 문제가 있으나 매우 큰 열량을 얻기 위한 공정에서 많이
쓰인다.
6) 코일식 (Coil Type) 열교환기
a) 소용돌이형 열교환기
탱크나 기타 용기내의 유체를 가열하기 위하여 용기내에 전기 코일이나 스팀 라인을 넣어 감아둔 방식이다. 교반기를 사용하면 열전달 계수가 더욱 커지므로 큰 효과를 볼 수 있다.
b) 코일형 열교환기
1.2 기능에 따른 분류
1) 열교환기 (Heat Exchanger)
좁은 의미의 열교환기는 일반적으로 상변화가 없는, 두 공정 흐름사이에
열을 교환하는 장치를 말하고, 넓은 의미로는 냉각기, 응축기등을 포함한다.
2) 냉각기 (Cooler)
냉각수등의 냉각매체를 이용하여 Process Stream을 냉각한다.
3) 응축기 (Condenser)
냉각수등의 냉각매체를 이용하여 Process Stream을 부분응축 (Partial Conden- sation)또는 총응축 (Total Condensation)시키기 위한 열교환기로서 열전달의 메카니즘은 주로 응축에 의해 이루어 지며, Heat Duty또한
응축열이 주가 된다.
4) 재비기 (Reboiler)
스팀등의 가열매체를 이용하여 증류탑의 바닦에서 유입되는 공정유체를 Boiling시켜 증기를 발생시킴으로써 증류탑으로 공급되어야 할 열을 전달하는 열교환기로서 증기발생은 단일상 또는 2상 혼합물로 할 수 있다.
5) 증발기 (Evaporator)
용액의 질을 향상 시키기 위해, 스팀등을 이용하여 증발에 의해 용매를
제거 시키는 열교환기이다.
6) 예열기 (Preheater)
공정으로 유입되는 유체를 가열하는 열교환기이며, 이때 가열매체는
공정유체 또는 스팀등을 이용한다.
7) 2상 흐름 열교환기 (Two Phase Flow Heat Exchanger)
2상의 혼합물이 Shell측 또는 Tube측으로 흐르는 열교환기를 말하며,
응축기와 재비기 등으로 구별된다.
1.3 원통다관식 (Shell & Tube Type)열교환기의 종류
다음은 TEMA에 의한 열교환기의 분류표이다. TEMA(Tubular Exchanger Manufacturer Association)는 원통 다관식 열교환기 (Shell & Tube Heat Exchanger)제작자들이 결성한 모임으로 1968년부터 자신들의 표준규격 (TEMA Standard)을 발표하고 있다. 이 규격은 원통다관식 열교환기의 구조, 설계에서부터 제작, 설치에 이르기 까지 거의 모든 범위를 언급하고 있으며 플랜트 설계시 열교환기의 표준으로 이용되고 있다.
1) 유동두형열교환기 (Floating Head Type)
전열관이나 방해판을 양측의 관판(Tube Sheet)에 짜넣은 상태를 관속(Tube Bundle)이라고 하며 이 관속의 한쪽에 관판(고정측관판)은 동체(Shell)의
한쪽에 플랜지로 고정시키고 다른쪽 관판은 동체에 아무런 구속도 받지않는 구조로 되어있으므로 유체의 온도에 따라 동체 및 전열관이 열팽창하여도
거기에 대응할 수 있는 구조이며 또 관속을 동체에서 빼내서 청소 및
점검할 수 있는 구조의 열교환기이다.
이형식의 특징은 다음과 같다.
가) 전열관내외 모두 청소가 가능하므로 오염이 생기기 쉬운 유체에 대해서도 적합하여 사용범위가 넓다.
나) 전열관이나 동체가 서로각기 열팽창될 수 있으므로 온도차가 큰 경우에도 사용할 수 있다.
다) 가), 나)항의 이유로서 어느 형식보다도 설계조건 및 운전조건에
상응할 수 있는 기능을 가진 구조이며 가장 융통성이 크다.
그러나 이에 따라 구조가 복잡하므로 제작비가 비싸게 되는 단점이 있다.
< TEMA - Type designations for Shell & Tube Heat Exchangers >
a) Floating Head Type
b) Fixed Tube Sheet
c) U – Tube Type
d) Kettle Type
1. Stationary Head – Channel 20. Slip-on Backing Flange 2. Stationary Head – Bonnet 21. Floating Head Cover – External 3. Stationary Head Flange – Channel or Bonnet 22. Floating Tubesheet Skirt 4. Channel Cover 23. Packing Box Flange 5. Stationary Head Nozzle 24. Packing 6. Stationary Tubesheet 25. Packing Gland 7. Tubes 26. Lantern Ring 8. Shell 27. Tie Rods and Spacers 9. Shell Cover 28. Transverse Baffles or Support Plates 10. Shell Flange – Stationary Head End 29. Impingement Plate 11. Shell Flange – Rear Head End 30. Longitudinal Baffle 12. Shell Nozzle 31. Pass Partition 13. Shell Cover Flange 32. Vent Connection 14. Expansion Joint 33. Drain Connection 15. Floating Tubesheet 34. Instrument Connection 16. Floating Head Cover 35. Support Saddle 17. Floating Head Flange 36. Lifting Lug 18. Floating Head Backing Device 37. Support Bracket 19. Split Shear Ring 38. Weir 39. Liquid Level Connection
2) 고정관판형 열교환기 (Fixed Tube Sheet Type)
관판을 동체의 양측에 용접등의 방법으로 고정시킨 구조의 열교환기이다.
동체측유체와 관측유체의 온도에 의해 전열관과 동체는 열팽창차가 생기고 그 때문에 열응력이 큰 경우에는 동체에 신축이음을 설치하여 열팽창을
흡수하는 구조가 필요하다.
이 형식은 동체측의 청소, 점검 및 보수가 곤란하므로
부식성과 오염이 적고 침전물이 생기지 않는 유체에 적당하다.
고정관판형의 특징은 다음과 같다.
가) 동체의 오염이적고 유체에의한 동체 및 전열관의 온도차가 작을 때 또는 열팽창 차가작을 때에는 최적의 구조이다.
나) 종형의 관식반응기로서 용도가 넓다.
3) U-자 관형 열교환기 (U-Tube Type)
U자관형의 전열관을 사용한 형식의 것이며 전열관은 동체와는 관계없이
유체의 온도에 따른 신축이 자유로우며, 또 관속을 그대로 빼내서 청소 및
점검할 수 있는 구조로서 유동두형의 경우와 같다. 그러나 유동두형의 경우 직관이기 때문에 청소가 쉬우나 U자형의 경우는 관내의 청소가 곤란하다.
U자관형의 특징은 다음과 같다.
가) 열팽창에 대해 자유롭다.
나) 관속을 빼낼수가 있으므로 관외면의 청소도 쉽게 할 수 있다.
다) 고압유체에 적합하다. 고압유체를 관내에 흘리면 내압부분이 적어도
되므로 중량을 경감시킬수가 있다.
라) 구조가 간단하여 관판이나 동체측플랜지가 적어도 되므로 제작이 비교적 간단하다.
4) 케틀형 열교환기 (Kettle Type)
동체의 상부측은 증발이 잘되도록 빈공간의 증기실이 있다. 액면의 높이는
최상부관보다 적어도 50mm높게 하는 것이 보통이다. 특징은 다음과 같다.
가) 폐열보일로러서는 가장 구조가 간단하다.
나) 따라서 손쉽게 값싼 증기를 얻는데 널리 사용된다.
다) 관속은 유동두식, U자관식으로 할 수가 있으므로 오염되기 쉬운 유체,
압력이 높은 유체에도 적용할 수 있다.
플랜트 열교환기 종류 – (ⅥI) 구조 별 분류 (1)
원통 다관형 열교환기의 대표적인 장점 은,
a) 많은 비용 없이 진공에서 1000 bar 이상의 고압, 초저온에서 1000 ℃ 이상의 고온에서 사용 가능하고,
b) 큰 체적 유량 및 유체 간 유량, 온도, 압력 차이가 큰 경우에도 사용 가능하고,
c) 금속, 플라스틱, 테프론, 유리, 흑연(graphite) 등 거의 모든 재질로 제작이 가능하고,
d) 고 점성, 심한 오염, 독성 등 특별한 유체에도 사용 가능하고,
e) 분해, 청소가 쉽고,
f) 무엇보다 오랫동안 가장 많이 사용되어 현열 교환 외에 증발기, 응축기 등 모든 형태의 상태 변화 운전에도 신뢰도가 높습니다.
반면, 단점 은,
a) 비교적 성능이 낮고,
b) 압력용기 법 규제로 인해 과도한 설계가 필요하고 (Ex. 최소 두께 규정 등),
c) 완전한 청소가 불가능해서 100% 성능 회복이 안됩니다.
S & T 열교환기 종류
금번은 열교환기 중에서 대표적으로 사용하고 있는 S & T 열교환기 종류에 대해 공유하고자 한다.
TEMA(Tubular Exchanger Manufacturer Association)는 원통 다관식 열교환기 (Shell & Tube Heat Exchanger)제작자들이 결성한 모임으로 1968년부터 자신들의 표준규격 (TEMA Standard)을 발표하고 있다.
이 규격은 원통다관식 열교환기의 구조, 설계에서부터 제작, 설치에 이르기 까지 거의 모든 범위를 언급하고 있으며 플랜트 설계시 열교환기의 표준으로 이용되고 있다.
열교환기에 대한 TEMA 분류
다음은 TEMA에 의한 열교환기의 분류표이다.
<그림 1> TEMA – Type designations for Shell & Tube Heat Exchangers
– “E” Type은 우선 가격이 저렴하고 전열효과도 커서 가장 널리 이용되고 있는 형태이다. 압력손실이 커서 응축기로 사용하게 되면 응축물이나 비응축가스가 누적될 수 있으므로 방해판이나 노즐설계시 주의해야 한다.
– “F” Shell은 Shell side에 Longitudinal baffle이 있어서 실제로 Shell이 2 Pass 되는 것으로, 주로 가열유체의 출구온도 보다 수열유체의 출구온도가 더 높을[ Overlap(Cross)되었다고 함] 경우 “F” Shell을 사용한다. 양 유체의 온도가 Overlap되면, 완전 향류(Counter flow)로 흐르는 1-1 Pass의 경우(Double pipe) 는 문제가 없지만 Mulit-pass인 경우는 병류가 존재하므로 온도 보정계수(F)가 0.75～0.8까지 떨어지게 된다. 이 경우 Shell 수를 증가시켜 Series로 설계하여 온도의 Cross를 없애던가, “F” Shell로 설계하여 병류를 없애고 향류와 십자류만 존재하게 설계한다.
– “G”와 “H” Shell은 Longitudinal baffle이 있는 Split flow type이라고 부르며 압력손실은 “E” Shell과 같으나, 전열효과는 더 좋다. 주로 Horizontal thermosiphon reboiler에 사용되는 Shell형태이지만, 때로 헌열(Sensible)열교환기에도 사용된다.
– “J” Shell은 Shell side유량을 두 개의 Nozzle로 나누어 유동시키는 Divided flow이기 때문에 허용 압력손실이 작은 열교환기 설계할 때 적합하다. 이때 성능은 감소하지만 제한된 압력손실은 “E” Shell 보다 약 1/8 정도 감소한다. 또 Shell side상부에서 증기가 들어와 응축되는 경우, 2개의 Nozzle로 들어와 응축수는 1개의 Nozzle로 나가는 2J1-Shell을 사용하여 반대로 하부에서 유체가 들어와 비승되는 경우는 1J2-Shell을 사용한다.
– “K” Shell은 Shell side에서 풀 비등이 일어날 때 사용하며, 비등이 잘 일어나고 액체와 증기가 잘 분리될수 있도록 증기실을 설치한 형태이다. 증기실의 크기는 Bundle 직경의 1.5～2배 크기로 하지만 Bundle직경이 작은 경우는 Splashing과 거품(Foamming)을 방지하기 위하여, 액면에서 증기출구까지 거리는 최소한 10″이상의 간극을 둔다. 그리고 Tube 길이는 가능한 5m이하로 설계하고 이 보다 클 경우에는 증기의 출구를 2개 이상 설치한다.
– “X” Shell은 십자류(Cross flow)만 존재하기 때문에 Shell Type중에서 전열효과가 떨어지나, 압력손실이 가장 작기 때문에 평균 온도차(Mean Temperature Difference)에 큰 영향을 받는 Condenser와, 입구에서 많은 증기가 들어와서 진동문제를 유발시키는 경우에 적합한 형태이다. 또 단일성분의 전응축이나 응축범위가 좁은 유체에서도 효과적이다. 특히 이형태는 압력손실이 낮기 때문에 진공(Vacuum)상태일 때 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 낮은 유체속도로 인하여 비응축 가스가 축척되는 경우가 있으므로 비응축가스가 있는 Partial 응축의 경우 좋은 선택이 못되며, 입구증기의 분배문제 때문에 Tube길이를 결정할 때 Shell직경의 5배를 넘지 않도록 설계한다.
코일형,원통다관식,이중관식,판형 열교환기 알아보기
원통 다관식 열교환기/ Shell & Tube Type
원통다관식 열교환기의 원리
▶ 원통 다관식 열교환기는 가장 널리 사용되고 있는 열 교환기로 폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있기 때문에 적용범위가 매우 넓으며 신뢰성, 효율이 뛰어난 것이 특징입니다. 영어로는 쉘 앤 튜브로 불리는데 이는 쉘(원통)과 많은 튜브(전열관) 안으로 유체를 통과시키는 원리를 갖고 있기 때문입니다. 상호간 열교환이 이뤄지는 구조로 이뤄진 것이 원통 다관식 열교환기입니다. 액체와 액체 사이에서 이뤄지는 대표적인 열교환기 입니다.
이중관식 열교환기/Double Pipe Type
이중관식 열교환기 원리
▶ 이중관식 열교환기는 외관 속에 전열관을 동심원 상태로 삽입해 전열관내 및 외관동체의 환상부에 각각 유체를 흘러보내며 열교환을 발생 시키는 구조의 열교환기 입니다. 이중관식 열교환기의 특징은 구조가 비교적 간단하기 때문에 경제적이라는 것 입니다. 전열면적을 증가시키기 위해 직렬이나 병렬 등으로 같은 치수의 것을 쉽게 연결합니다. 하지만 전열면적이 증대됨에 따라 원통 다관식 열교환기와 비교해 전열 면적당 소요 용적이 높아지며, 가격도 비싸게 되기 때문에 전열면적이 20㎡ 이하의 용도에 많이 사용합니다.
스파이럴 열교환기
▶ 나선식 열교환기란 2장의 전열판을 스파이럴 형상으로 감아 두 개의 가늘고 긴 유로 단면이 있는 열교환기입니다. 1형과 2형의 두 종류가 있습니다. 나선식 열교환기 1형은 액체와 액체 사이에 사용되며, 2형은 콘덴서 가스 쿨러로 사용됩니다. 나성식 열교환기의 특징은 오염이 되지 않고 작은 크기로 큼팩트하며 고성능을 내는 열교환기 입니다.
판형 열교환기/ Plate Type
평판형 열교환기
▶ 판형 열교환기란 유로 및 강도를 고려해 요철 모양형으로 프레스 성형된 전열판을 여러겹 겹쳐서 교대로 각각 유체가 흐르게 만들어진 열교환기입니다. 이 상태에서 번갈아 온도차가 있는 유체가 흐르는데 이는 원통 다관식 열교환기보다 가볍고 사이즈가 작은 것이 특징입니다.
▶ 판형 열교환기는 원통 다관식과 비교하면 1/5 사이즈이지만 동등한 열전도력을 얻을 수 있습니다. 하지만 원통다관식의 경우 액체의 열교환을 할 경우 적합한 구조의 열교환기이기 때문에 용도에 따라 다르게 사용합니다. 평판형 열교환기는 대형화하기 쉽기 때문에 대형 플랜트 등의 큰 설비에서 주로 이용됩니다. 전열판은 분해할 수 있으므로 청소가 완전히 되고 보존점검이 쉬울 뿐만 아니라 전열판 매수를 가감함으로써 용량을 조절 할 수 있습니다.
공냉식 열교환기/Air Cooler
공냉식 냉각기
▶ 공냉식 열교환기란 냉각수 대신에 공기를 냉각 유체로 사용하며, 팬을 이용해 전열관의 외면에 공기를 강제통풍 시켜 내부유체를 냉각시키는 구조의 열교환기를 말합니다. 공기를 냉각 유체로 사용하기 때문에 에어쿨러라고 부르는 것입니다.공냉식 열교환기는 공기는 전열계수가 매우 작기 때문에 보통 전열관에는 원주핀이 달린 관이 사용됩니다. 공냉식 열교환기에는 튜브 번들에 공기를 삽입하는 삽입 통풍형과 공기를 흡입하는 유인통풍형의 구조로 이뤄져있습니다.
▶ 냉각식 열교환기는 냉각수가 필요 없가 때문에 최근 환경적 이슈와 맞물려 이용이 급격히 증가되고 있습니다. 단점으로는 넓은 설치면적이 필요하며 설치, 건설비용이 비싼 편입니다. 또 관에서의 누설이 발생할 경우 발견하기 어렵고, 전열관의 교환이 곤란한 점 등이 있습니다.
가열로/Fired Heater
가열로의 원리
▶ 가열로는 액체 혹은 기체연료를 버너를 이용해 연소시키고 이 때 발생하는 연소열을 이용해 튜브내의 유체를 가열하는 방식을 이용합니다. 가열로는 가장 큰 열량을 얻을 수 있으며, 열전달 메카니즘은 복사 및 대류를 포함하기 때문에 설계를 하는 과정이 매우 어렵습니다. 또 공해 발생 문제가 있기 때문에 조심스러우며 매우 큰 열량을 얻기 위한 공정에서 주로 사용됩니다.
코일형 열교환기/Coil Type
▶ 코일식 열교환기는 탱크나 기타 용기 내의 유체를 가열하기 위해 용기 안으로 전기 코일, 스팀 라인 등을 넣어 감아둔 상태에서 열을 교환시키는 방식의 열교환기입니다. 코일식 열교환기의 경우 교반기를 사용하면 열전달 계수가 휠씬 커지기 때문에 크게 효율적으로 사용될 수 있습니다.
출처URL, 하트♥공감 버튼을 눌러주시면 포스팅에 큰 힘이 됩니다.
열교환기의 종류 및 특성
반응형
유체의 수에 따른 분류
(Classification according to number of fluids)
가열, 냉각, 열회수 그리고 열방출 등의 과정은 두 유체 사이의 열의 전달을 내포하고 있다. 대부분은 두 유체를 사용하는 열교환기이지만, 3 유체 열교환기는 극저온(cryo- genic)이나 화학 공정 등에서 널리 사용되고 있다. 그러나, 3 유체나 다수의 유체를 이용하는 열교환기의 설계는 대수학적으로 복잡하기 때문에 일반적으로 수치적인 접근 방식을 사용하고 있다.
표면 조밀에 따른 분류
(Classification according to surface compactness)
단위 체적당의 전열 면적이 큰 열교환기를 콤팩트 열교환기(compact heat exchanger)라고 한다. 이러한 열교환기는 휜이 달린 관들 또는 평판들의 밀집된 배열의 형태를 가지며, 사용하는 한 유체가 기체이므로 작은 대류 열전달 계수를 가지는 특성이 있는 곳에 사용된다. 그러나, 이 열교환기는 특정한 구조 형식이 존재하지 않고, 개략적인 기준으로 적어도 단위 체적당 700㎡ 이상의 전열 면적을 가진 열교환기를 콤팩트 열교환기라 한다. 또한, 단위 면적당 약 3,000㎡ 이상의 전열 면적을 가진 열교환기를 층류 열교환기, 단위 면적당 약 10,000㎡ 이상의 전열 면적을 가진 열교환기를 마이크로 열교환기(micro heat exchanger)라 한다. 여기서, 단위 체적당의 전열 면적(A/V)을 전열면 밀도 β(area density)라고 한다.
열교환기의 표면 전열면 밀도의 스펙트럼을 그림 2-2에 나타내었다. 그림 하부에는 열전달 표면 전열면 밀도(㎡/㎥) β와 수력 직경(hydraulic diameter) Dh를 나타내고 있다.
Fig 5.1에서 특수한 전열 표면을 가진 쉘엔튜브 열교환기, 플레이트 열교환기, 플레이트-휜 열교환기, 재생기(regenerator) 그리고 튜브-휜 열교환기 등의 전열면 밀도 β는 다음과 같이 정의된다.
여기서, A는 전열 면적이고, V는 열교환기 체적 그리고 첨자 h, c는 고온과 저온 유체를 나타낸다. 이와 같은 열교환기의 각각의 전열면 밀도 β1, β2, β3 들은 수력 직경(Dh)를 이용하면 β=3,333/Dh와 같이 하나의 표현으로 나타낼 수 있다. 이와 같은 정의를 이용하면 쉘엔튜브 열교환기는 관 직경이 5㎜로서 콤팩트 열교환기에 가깝게 된다. 또한, 인간의 폐는 0.19㎜의 세관으로 이루어져 있어 전열면 밀도가 약 17,500㎡/㎥에 상당하는 가장 콤팩트한 열물질 전달기라 할 수 있다.
따라서, 콤팩트 열교환기는 소형․경량화가 필요한 항공기용 열교환기로서 최초에 실용되어, 그 후 자동차․공조 장치 등의 열교환기나 가스 터빈․플랜트의 재생기 등 소형․고성능을 필요로 하는 분야에 많이 사용되고 있다.
구조 형상에 따른 분류
(Classification according to construction features)
열교환기를 구조 형상에 따라 분류하면, 크게 관형, 플레이트형, 확장 표면형 그리고 축열형 열교환기로 분류할 수 있다.
1. 관형 열교환기(Tubular heat exchangers)
이 열교환기는 일반적으로 원형관으로 조립되어 있다. 열교환기의 코어(core) 형상을 관 직경, 길이, 배열에 따라 쉽게 변화시킬 수 있으므로 열교환기 설계시 상당한 자유도를 가지고 있다. 관형 열교환기는 상대적으로 압력이 높은 환경이나 두 유체 사이의 압력차가 큰 곳에 있다. 초기의 관형 열교환기는 액-액, 액-이상류(증발 또는 응축)의 열전달에 응용되었고, 또한, 작동 온도와 압력이 높은 곳이나 파울링 문제가 심각한 곳에도 사용되어진다. 이러한 열교환기는 쉘엔튜브, 이중관(double-pipe) 그리고 나선(spiral)형 열교환기로 나눌 수 있다.
(1) 쉘엔튜브 열교환기(Shell and tube heat exchangers)
쉘엔튜브 열교환기는 아래에 나타낸 바와 같이 원형의 쉘 속에 원형관들이 설치되어 있다. 한쪽의 유체는 원형관 내부를 통해 흐르고, 다른 한 유체는 원형관을 가로질러 흐르거나 또는 원형관을 따라 평행하게 흐른다. 이 열교환기의 주요 구성 부분으로서는 관, 쉘, 전면 헤드(front-end head), 후면 헤드(rear-end head), 배플(baffle) 그리고 관 판(tube sheet) 등이다.
표준적인 쉘, 전면 헤드, 후면 헤드의 형상을 나타내고 있다. 특히, 쉘엔튜브 열교환기는 석유 정제 플랜트, 화학 플랜트, 발전 플랜트 등의 액-액, 비등하는 유체와 액체, 응축하는 유체와 액체, 비등하는 유체와 응축하는 유체의 열교환에 많이 사용되고 있다. 사용되는 전열관으로서는 외경이 16, 19, 22, 25.4㎜의 것이 많이 사용되며, 쉘내의 배플은 흐름의 제어와 함께 전열관을 지지하는 역할을 한다. 아래 그림에서는 쉘엔튜브 열교환기에서 사용되는 여러 가지 배플의 형태를 나타낸다
(2) 이중관 열교환기(Double-pipe heat exchangers)
이 열교환기는 관을 이중으로 만들어 이것을 코일형으로 조립한 것이다. 한 유체는 내측의 관을 통해 흐르고, 또 다른 유체는 대향 유동 방향으로 관 사이로 흐르게 된다. 이 열교환기에서 유체의 분배상의 문제는 없으며, 또한 열교환기의 분해에 의해 열교환기내의 청결성을 유지하기 쉽다. 이중관 열교환기는 전 열전달 표면(total transfer surf- ace)이 50㎡ 정도의 적은 열용량을 필요로 하는 곳에 일반적으로 사용된다.
(3) 나선형 튜브 열교환기(Spital tube heat exchangers)
이 열교환기는 쉘에 적합한 하나 혹은 다수의 나선형 전열관의 구조로 되어 있다. 나선형관의 열전달은 직관보다 매우 크고 열팽창에 따른 문제는 없지만, 열교환기내의 청결성을 유지하기가 거의 불가능하다.
열교환기의 종류 및 특성 (1)
반응형
열교환기의 종류 및 개요
열교환기의 종류 및 개요
1. 개 요
양 유체간에 열 에너지를 유효하게 전도와 대류의 열전달을 통하여 이동시키는 기기로써, 석유화학공업,
일반 화학공업 및 식품 설비 등에서 많이 사용되고 있는 설비임.
열교환기는 사용 목적상 고온 물질의 열을 재이용하기 위하여 회수하는 목적과 반응을 제어하기 위하여
온도 조건을 유지하는 역할을 한다.
2. 열교환기의 종류
2.1 사용상의 종류
2.1.1 가열기(Heater)
유체를 가열하여 필요한 온도까지 유체온도를 상승시키는 목적에 사용하는 열교환이며,
피가열 유체의 상변화(相變化)는 일으키지 않는다.
가열원은 스팀 또는 장치중의 폐열 유체가 사용된다. 일반적으로 STEAM을 가열원(Heating source)으로 사용할 경우에는
Steam이 갖는 잠열을 피가열 유체에 주어서 가열하는 수가 많고, Steam은 이것 때문에 응열(凝熱)하여 유체가 된다.
즉, 상변화를 일으킨다.
2.1.2 예열기(Preheater)
유체를 가열하여 유체온도를 상승시키는 목적에 사용하는 점에서는 가열기와 동일하지만, 유체에 미리 열을 가함으로써
다음조작으로 효율을 양호하게 하기 위해 사용하는 열교환기임.
2.1.3 과열기(過熱器, Super-Heater)
유체를 가열하며 유체온도를 상승시키는 목적에 사용하는 점에서는 가열기와 동일 하지만, 유체를 재차 가열하여
과열상태로 하기 위해 사용하는 열교환기이며, 일반적으로 유체는 기체 상태임.
2.1.4 증발기(蒸發器, Vaporizer or Evaporator)
유체를 가열하여 잠열(潛熱)을 주어 증발시켜서 발생한 증기를 사용하는 목적의 열교환기와
증기를 제거한 나머지의 농축액(濃縮液)을 사용하는 목적의 열교환기가 있으며,
피가열유체는 액체에서 기체로 변한다.
즉, 상변화(相變化)를 일으킴.
2.1.5 리보일러(Re-boiler)
장치중에서 응축한 액체를 재차 가열하여 증발시킬 목적으로 사용되는 열교환기임.
장치 조작상 발생한 증기만을 송출할 목적으로 사용되는 열교환기와 유체 및 발생한 증기의 혼합유체를
농출할 목적으로 사용하는 열교환기가 있음.
2.1.6 냉각기(冷却器, Cooler)
유체를 냉각하여 필요한 온도까지 유체온도를 강하시키는 목적에 사용하는 열교환기이며,
피냉각유체의 상변화는 없음. 냉각원은 하수, 우물물, 해수 등이 사용되고 있지만
최근 냉각수의 부족으로 공기를 사용하는 경우도 있다.
2.1.7 침냉기(沈冷器, Chiller)
유체를 냉각하여 필요한 온도까지 유체온도를 강하시키는 점에서는 냉각기와 동일하지만,
유체냉각온도는 냉각기의 대기 온도 전후인 것에 대해, 침냉기(chiller)는 빙점(氷点) 이하인
대단히 저온까지 냉각시키는 목적에 사용되는 열교환기임.
냉각원은 액체 암모니아, 액체 프레온 등의 냉매(冷媒)를 사용하여 피냉각 유체에서 기화열을 탈취하여
액체에서 기체로 변한다.
2.1.8 응축기(凝縮器, Condenser)
응축성 기체를 냉각하여 잠열(潛熱)을 탈취하여 변화시키는 목적에 사용되는 열교환기이며,
피냉각체는 기체에서 변한다. Steam을 응축시켜서 물로 만드는 열교환기는 복수기(復水器)라고 한다.
2.1.9 열교환기(熱交換器, Heat Exchanger)
협의(俠義)의 열교환기이며 두 유체간의 열교환을 시켜서 동시에 한쪽을 가열, 다른쪽을 냉각시키는 목적에
사용하는 열교환기임.
2.2 구조상의 종류
사용목적에 따라 조작상태에 적합한 성능을 발휘하게끔 그 형식에 의해 분류된다.
2.2.1. 관형상(管形狀)의 熱交換器
전열부(電熱部)에 관을 사용(使用)하는 열교환기임
① 단관식 열교환기(Single-pipe Heat Exchanger) : 전열부의 직관을 사용하여 Return Bend와 조합해서
교환열량에 필요한 전열면적의 직관을 사관형(蛇管形)으로 조립하는 형상의 열교환기로써
i. 종형으로하여 상부로부터 냉각수를 적하(滴下)시켜 전열관내의 유체를 냉각하는트롬본형 냉각기(개방液膜式열교환기)
ii. 횡형으로하여 탱크(TANK) 저판(底板)전체면에 Steam을 유통해서 탱크內의 유체를 가열하는
TANK가열기.
iii. 사각인 BOX내에 사관(蛇管)을 종횡(縱橫)으로 줄지어서 설치하고, BOX내에 냉각수를 유입하여
전열관내의 유체를 냉각하는 상자형(箱子形)냉각기.
iv. 전열면의 관을 Coil형태로 말아서 용기내에 삽입(揷入)하여 관내 유체와 용기내 유체를 열교환시키는
코일형 열교환기등이 있다.
② 이중관식 열교환기(Dauble-pipe Heat Exchanger) : 전열관외 유체를 포함 하는 용기에 관을 사용하고,
전열관내 및 외관동(外管胴)과의 환상부(環狀部)에 각각 유체를 유통시켜 열교환시키는 구조의 열교환기임.
i. 이중 고정형 열교환기(Fixed Type Double-pipe Heat Exchanger) : 전열관과 관상동(管狀胴)으로 되어있고,
胴兩端(동양단)은 전열관에 용접 고정된 열교환기임.
ii. 이중관 헤어핀형 열교환기(Hair-pin Type Double pipe Heat Exchanger): U자형 전열관과 관상동(管狀胴) 및
Shell Cover로 되어있고 전열관은 온도에 의한 신축이 자유로이 되며,
또 내관을 빼낼 수 있으므로 Shell측 유체의 오염이 심하여 청소가 필요한 경우에 많이 사용.
③ 다관식 열교환기(Multi-tube Heat Exchanger) : 다수의 전열관을 접속할 경우에 단관식의 Return Bend 대신
칸막이실을 설치하여 관판(Tube sheet)에 확관 또는 용접등으로 고착한 관속(管束)을 용기에 넣는 구조의 열교환기임.
i. 다관 트롬본형 냉각기(Multi-pipe Trombone Cooler) : 단관식에 비하여 전열관내의 유체가 많을 경우에 사용
ii. 공냉식 열교환기(Air coiled Heat Exchanger) : 다수의 전열관을 장치한 관속(管束)과 Fan으로 되어 있으며,
전열관 외면에 공기를 강제 통풍시켜서 내부유체를 냉각시키는 구조의 열교환기
④ 다관원통식 열교환기(Shell and Tube Heat Exchanger) : 관판과 동(胴)과의 연결구조에 따라 고정관판식,
유동두형, U자관형등의 열교환기가 있으며, 사용유체의 압력, 온도, 오염, 기타의 조건을 고려해서 선택한다.
i. 固定管板形 熱交煥器 (Fixed Tube sheet Type Heat Exchanger) : 관속의 관판을 원통용기의 동체 양끝단에 용접,
기타의 방법으로 고정한 구조의 열교환기. 신축을 흡수할 필요가 있을 경우에는
그림처럼 Expansion joint등을 부착할 수도 있다.
ii. 遊動頭形 熱交換器 (Floating Head Type Heat Exchanger) : 관속 한쪽의 관판을 원통용기의 Shell끝단에
Flange 이음으로 고정하고, 반대쪽 관판은 유체의 온도에 의해 전열관이 신축하여도 그 이동에 대처할 수 있을 구조로
또, 관속을 Shell로부터 빼내어 청소 및 점검할 수 있는 구조의 열교환기임.
iii. U字形 熱交煥器 (U tube Type Heat Exchanger) : 전열관에 U자형을 사용한 관속의 관판을 원통용기의 Shell끝단에
Flange 이음으로 고정하고, 전열관은 Shell과 관계없이 유체온도에 의한 신축이 자유로이 작동되어야 하며,
관속을 Shell에서 인발해서 청소 및 점검할 수 있는 구조의 열교환기.
2.2.2. 전열부가 Plate형상인 열교환기
전열부에 평판(平板), 파판(破板), Press성형에 의한 특수 요철(凹凸)을 설치한 Plate등을 사용하는 구조의 열교환기.
평판 전열면을 원통형으로 말아서 원통 용기를 이중구조로 한 Jacket形, 소용돌이形으로 말은 Spiral形등이 있으며,
일반적으로 전열판은 내부식성의 재질을 사용한다.
① Plate식 열교환기(Plate Heat Exchanger) : 유로(流路) 및 강도를 고려하여 요철(凹凸)형으로 프레스 성형한
전열판을 겹치고, 교대로 각각의 유체가 흐르게 하는 구조의 열교환기.
② Plate Fin 열교환기(Plate Fin Heat Exchanger) : 파판(破板)과 평판(平板)을 교대로 겹쳐 접착하여 조립한 구조의 열교환기.
③ Spiral형 열교환기(Spiral Heat Exchanger) : 2매의 절연판을 일정한 간격으로 유지하며 소용돌이형이 되어
2개의 유로(流路)를 구성한 구조물의 열교환기.
④ 쟈케트형 열교환기(Jacket Heat Exchanger) : 원통용기보다 큰 원통용기를 삽입하여, 그 환상부(環狀部)에
가열 또는 냉각용 유체를 유통(流通)시켜 내부원통용기의 Shell 및 Head뚜껑을 전열면으로한 구조의 열교환기이며,
이 환상부를 Jacket라 한다.
2.2.3. 전열부가 블록형상의 열교환기
전열부가 블록형이며 유체가 흐르는 구멍이 있어서 이 구멍을 통과하는 사이에 열교환하는 구조의 열교환기.
블록재질로는 불침투성 흑연(黑鉛)등이 있으며, 황산(黃酸)이나 염산(鹽酸)등인 유체에 사용된다.
열교환 기 종류 | 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자. 모든 답변
We are using cookies to give you the best experience on our website.
You can find out more about which cookies we are using or switch them off in settings.
키워드에 대한 정보 열교환 기 종류
다음은 Bing에서 열교환 기 종류 주제에 대한 검색 결과입니다. 필요한 경우 더 읽을 수 있습니다.
이 기사는 인터넷의 다양한 출처에서 편집되었습니다. 이 기사가 유용했기를 바랍니다. 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오. 매우 감사합니다!
사람들이 주제에 대해 자주 검색하는 키워드 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자.
- 솔리드웍스
- SOLIDWORKS
- 3DCAD
- CAE
- CFD
- 솔리드웍스교육
- 솔리드웍스가격
- 3D모델링
- 구조해석
- 유동해석
- 유체해석
- SOLIDWORKS SIMULATION
- SOLIDWORKS FLOWSIMULATION
- 오토캐드
- 크레오
- NXUG
- 앤시스
- 3D모델링프로그램
- AUTOCAD
- DRAFTSIGHT
- 드래프트사이트
- 열교환기
- 플레이트식 열교환기
- 다관식 열교환기
- 자켓식 열교환기
- 공랭식 열교환기
- 개방 액막실 열교환기
- 사관식 열교환기
- HEAT EXCHANGER
열교환기(Heat #Exchanger)의 #종류와 #특징에 #대해서 #알아보자.
YouTube에서 열교환 기 종류 주제의 다른 동영상 보기
주제에 대한 기사를 시청해 주셔서 감사합니다 열교환기(Heat Exchanger)의 종류와 특징에 대해서 알아보자. | 열교환 기 종류, 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오, 매우 감사합니다.
