판형 열교환기의 장단점
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1. 높은 열전달 계수는 서로 반대 방향으로 배치된 다양한 물결판들이 복잡한 유로를 형성함으로써, 유체가 물결판 사이의 유로 내에서 회전하는 3차원 흐름을 보이기 때문입니다. 이로 인해 비교적 낮은 레이놀즈 수(일반적으로 Re=50~200)에서도 난류가 발생하므로 열전달 계수가 높아지며, 일반적으로 관형 코일식보다 3~5배 높다고 알려져 있습니다. 2. 로그 평균 온도 차이가 크고, 단부의 온도 차이는 작음. 튜브-쉘형 열교환기에서는 두 유체가 각각 튜브 내부와 쉘 내부를 흐르며, 전반적으로는 교차 흐름 방식을 따릅니다. 이 경우 로그 평균 온도 차이 보정 계수는 작습니다. 반면, 판형 열교환기에서는 주로 병렬 흐름 또는 역류 흐름 방식을 따르므로, 보정 계수도 보통 0.95 정도입니다. 또한, 판형 열교환기에서는 냉각유와 가열유가 열교환 면과 평행하게 흐르므로 측면 흐름이 없어서 단부의 온도 차이가 작습니다. 물을 이용한 열교환의 경우 1℃ 미만일 수 있지만, 튜브-쉘형 열교환기의 경우에는 일반적으로 5℃ 정도 됩니다. 3. 차지하는 면적이 작음: 판형 열교환기는 구조가 컴팩트하여, 단위 부피당 열교환 면적이 튜브-쉘형의 2~5배에 달합니다. 또한 튜브-쉘형처럼 열교환기 내부의 관들을 꺼내어 점검할 공간을 마련할 필요도 없습니다. 따라서 동일한 열교환량을 얻으려면 판형 열교환기가 차지하는 면적은 튜브-쉘형 열교환기의 1/5~1/8 정도입니다.4. 열교환 면적이나 처리 과정을 쉽게 변경할 수 있음: 판의 수를 늘리거나 줄임으로써 열교환 면적을 조절할 수 있습니다；판의 배열을 변경하거나 몇 장의 판을 교체함으로써 원하는 공정 조합을 실현하여 새로운 열교환 조건에 적응할 수 있지만, 튜브-쉘형 열교환기의 열전달 면적은 거의 늘릴 수 없다. 5. 가벼운 무게: 판형 열교환기의 판 두께는 0.4~0.8mm에 불과하지만, 관형 열교환기의 열교환관 두께는 2.0~2.5mm입니다. 따라서 관형 열교환기의 하우징은 판형 열교환기의 프레임보다 훨씬 무겁습니다. 일반적으로 판형 열교환기의 무게는 관형 열교환기의 무게의 약 1/5 정도에 불과합니다. 6. 저렴한 가격: 동일한 재료를 사용하고, 동일한 열교환 면적에서 판형 열교환기의 가격은 튜브형 열교환기보다 약 40%~60% 저렴합니다.
7. 제작이 용이함: 판형 열교환기의 열전달판은 프레스 가공을 통해 제작되므로 표준화된 형태를 가지며 대량 생산이 가능합니다. 반면, 튜브형 열교환기는 일반적으로 수작업으로 제작됩니다. 8. 청소가 용이함: 프레임식 판형 열교환기의 경우, 압축 볼트를 풀기만 하면 판들을 분리할 수 있으며, 판들을 제거하여 기계적으로 청소할 수 있습니다. 이는 자주 청소가 필요한 장비의 열교환 과정에서 매우 편리합니다. 9. 열 손실이 적음: 판형 열교환기의 경우, 열을 전달하는 판의 외부 케이스만이 대기에 노출되어 있기 때문에, 열 손실은 무시할 수 있으며, 단열 처리도 필요하지 않습니다.반면, 관형 열교환기는 열 손실이 크므로 단열층이 필요합니다. 10. 용량이 작아서, 관형 열교환기의 10%~20% 수준입니다.
11. 단위 길이당 압력 손실이 큽니다. 열전달 면 사이의 간격이 작고, 열전달 면에 울퉁불퉁한 부분들이 있기 때문에, 일반적인 매끄러운 관에 비해 압력 손실이 더 큽니다. 12. 스케일이 잘 생기지 않음: 내부에서 충분한 난류가 발생하기 때문에 스케일이 잘 생기지 않습니다. 그래서 스케일 생성률은 튜브-쉘형 열교환기의 1/3~1/10에 불과합니다.
13. 작동 압력은 너무 높아서는 안 되며, 매체의 온도도 너무 높아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 누출이 발생할 수 있습니다. 판형 열교환기는 실링 패드를 사용하여 밀봉되며, 일반적으로 작동 압력은 2.5MPa를 초과해서는 안 되고, 매체의 온도는 250℃ 이하여야 합니다. 그렇지 않으면 누출이 발생할 수 있습니다. 14. 막힘 쉬움 판 사이의 통로가 매우 좁아 보통 2~5mm에 불과하기 때문에, 열교환 매체에 큰 입자나 섬유질이 포함되어 있으면 판 사이의 통로가 쉽게 막힙니다.위 내용은 모두 수강생들이 실제 업무 중에 직면한 문제들을 바탕으로 정리된 것으로, 참고용입니다. 문제가 있으시면 즉시 연락하여 지적해 주시기 바랍니다.
열전달 계수가 높으며, 일반적으로 튜브-쉘형의 3~5배로 여겨집니다
가장 큰 문제는 압력에 견디지 못해 쉽게 막힌다는 것입니다. 물의 질이 나쁘면 역시 쉽게 막히고, 온도가 너무 낮으면 얼어서 막힙니다. 에어컨에서도 제대로 작동하지 않습니다
판형 열교환기는 열교환 효율이 높고, 차지하는 면적이 작으며, 수리가 용이합니다
예전에 우리 회사에는 판형 열교환기가 많이 있었는데, 이 열교환기는 열교환 효율이 뛰어나지만, 튜브형에 비해 가격이 비쌌습니다.하지만 문제점도 적지 않습니다. 열교환 매체는 깨끗해야 하며, 스케일이 잘 생기지 않아야 합니다.분해해서 청소하는 것은 꽤 번거로워요. 조각별로 분해해야 하고, 몇 번 분해하면 밀봉 패드를 교체해야 합니다.설치할 때는 꽤 번거로운데, 실링 패드에 접착제를 발라야 그렇지 않으면 판을 고정할 수 없습니다.게다가 판재에 모래구멍이 생기면 찾기도 매우 까다로워서, 보통은 제조업체 직원이 처리해야 하며, 혼자서는 도저히 찾을 수 없습니다.
확실히 차지하는 면적이 작고 수리도 용이하지만, 물의 질이 좋지 않으면 문제가 될 수 있습니다. 추운 겨울에 수리를 해야 한다면 판을 분해하는 것은 정말 힘든 일입니다. 하지만 전반적으로 보면 판형 열교환기가 관형 열교환기보다는 낫습니다.
장점: 열전달 계수가 높음；점유 면적이 작음；가벼움；가격 저렴；제작이 간편함；쉽게 청소 가능；열 손실이 적습니다. 단점: 압력을 받을 때；쉽게 막힘；용량이 작습니다.
판형 열교환기는 원리가 간단하지만 청소하는 것이 그다지 편리하지 않은 것 같아요
장점은 열전달 효율이 높고 차지하는 면적이 작다는 것입니다. 단점은 고온 고압에 견디지 못하며 밀봉 패드의 수명이 짧다는 것입니다
온도 요구사항, 압력 요구사항, 수질 요구사항이 높으며, 다른 면들은 괜찮지만 이 세 가지 요소 때문에 많은 환경에서 사용하기가 제한됩니다.