プレート式熱交換器の省エネルギー分析について
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この投稿は最後にck4ertによって2017-2-4 15:20に編集されました。皆様、明けましておめでとうございます！私はまだ入門したばかりで、ある工学上の問題に直面しています。こちらで皆様に相談させていただきたく、ご指導を賜りたく存じます。どうぞよろしくお願いいたします。 私の工場は食品工場で、古い工程では開放型の煮込み鍋を使用しており、その中にコイルが取り付けられています。コイルの中に蒸気を通し、その蒸気で鍋の中の物質を加熱します。この方法は簡単ですが、蒸気の消費量が非常に多くなります。今年はプレート式熱交換器を導入したいので、その省エネ効率を計算する必要があります。私の計算ロジックはこうです。コイルの伝熱効率が比較的低いため、蒸気がコイルを通過した後も温度が高くなり、その結果、ドレンバルブからの排水温度も高く、かつ排出に時間がかかります。蒸気は空間内の配管を通って拡散していきます。空気の放散分を無視して、ドレンバルブの排水温度のみを計算すると、煮沸用ドレンバルブの実測値は約85℃です。入口温度を150℃の飽和温度とした場合、この過程で放出される熱量は気化熱の2118.5KJ/kgに、4.2×(150-85)=273を加えた合計2391KJとなり、その大部分は気化熱によって放出される熱量です。 板式熱交換器を使用する場合、撥水弁の温度は約45℃であることを測定しました。気化熱の過程も同様で、2118.5KJですが、水の冷却過程は4.2×（150-45）=441KJとなり、合計で2559.5KJになります。 この二つの違いは、見た目上は水の持つエネルギー差だけのように思えますが、そんなに少ないとは思えません。何かエネルギー損失の部分が計算に含まれていないのでしょうか？
この投稿は最後にwiseboyによって2017-2-4 23:43に編集されました。あなたの計算ロジックは正しいです。熱交換器を改造しても大きな意味はありません。本質的な（正確には固有の）省エネ効率とは、熱交換器の問題ではなく、新しい生産工程技術を用いることにある。“「そんなに少ないとは思わない」——実際はそんなに少ないんだ、君の感覚が間違っている。計算は正しい！
まず、板交換が加熱対象の間質と関係しているかどうかです；次に、オープン型の煮沸器である以上、加熱温度は100℃を超えないことになります。150℃（圧力約3.8barg）の蒸気圧は高く、省エネには不利である；第三に、熱交換器の出口における凝縮水の温度が低い場合、例えばご指摘の45℃のような状態では、内部に水が溜まりやすくなり、効率に悪影響を及ぼすだけでなく、ウォーターハンマーの発生も起こりやすく、機器の寿命にも影響を与えます。おそらくドライバルブの選定に問題がある；最後に、最適な状態とは——効率の向上、省エネ、機器の安定した稼働、そして長寿命です。関連情報は、「孚雷德蒸汽節能」の微信公式アカウントをご覧いただくか、同名の公式ウェブサイトにアクセスしてください。
もう一つ、排水量の問題があります。板式熱交換器の単位時間あたりの排水量は、オープン型の煮沸器よりもはるかに大きいため、熱交換器の方が煮沸器よりもはるかに効率が高くなるはずです。
蒸気の温度が低すぎると、加熱時間が長くなり、その結果空間内に放出される熱量が多くなってしまうため、温度も低すぎてはいけない。
オーナーの計算は正しい。板式熱交換器と管式熱交換器の違いは、装置が占める面積と伝熱係数にある。総伝熱量は確実に一定であり、板式熱交換器の熱流束の方がやや大きくなる
蒸気圧が下がり、潜熱が上昇し、単位蒸気あたりの放熱量が増えるが、もちろんあまり下げすぎてはならない。この例において、加熱速度に実際に影響を与える要因は撥水効果です。------フレッド蒸気省エネ。
150度なら、管殻タイプの方がいいですよね
コイルの熱伝達効率は決して低くない。。。
あなたの論理は間違っている。盤管の熱交換効率は非常に高い
返信ありがとうございます。 コイル式の効率は悪くないが、プレート式熱交換器には及ばないだろう？
このような浸漬型コイルの場合、一般的に熱交換面積にはかなりの余裕がある。というのも、大きな熱負荷がかかる場所で使われることはほとんどないからだ。撹拌タンクやタンク型反応器のような装置においては、この加熱方法が最もコストパフォーマンスに優れている。まずコイルの長さと直径しか考慮する必要がなく、また鋼管は他の具体的な熱交換装置に比べて非常に安価だ。一方、板式熱交換器は高価になる
この投稿は最後に、千錘百練によって2017年2月14日16時19分に編集されました。投稿者さん、その計算には問題があります。蒸気消費量を一方的に計算するのは不十分です。熱交換器の場合、まず加熱したい側の必要な熱量を算出し、それに見合った蒸気を供給する必要があります。熱交換器の中で、プレート式熱交換器はこのような運転条件において明らかに最も高い熱交換効率を示すため、運転条件の具体的な状況に応じてプレート式熱交換器の熱交換面積を設計し、その後蒸気消費量を比較することで優劣を判断できる。これらはすべて数値計算によって求めることができます。