ข้อดีและข้อเสียของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

Thread Content

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง เนื่องจากแผ่นลอนต่างๆ อยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกัน ทำให้เกิดช่องทางการไหลที่ซับซ้อน ส่งผลให้ของไหลเคลื่อนที่ในรูปแบบสามมิติระหว่างแผ่นลอนเหล่านั้น ดังนั้นจึงสามารถเกิดกระแสไหลที่วุ่นวายได้ที่ค่าเรโนลด์สต่ำ (โดยปกติคือ Re=50–200) ด้วยเหตุนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจึงสูง โดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่ารูปแบบท่อ-ฝาครอบประมาณ 3–5 เท่า 　　ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ-ฝาครอบ ของไหลทั้งสองชนิดจะไหลในท่อและในฝาครอบแยกกัน โดยโดยรวมแล้วจะเป็นการไหลแบบตัดกัน ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การปรับความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยแบบลอการิทึมจึงมีค่าน้อย ส่วนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นนั้น ของไหลมักจะไหลแบบขนานหรือไหลในทิศทางตรงกันข้ามกัน ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การปรับก็มักจะอยู่ที่ประมาณ 0.95 เช่นกัน นอกจากนี้ ของไหลที่มีอุณหภูมิต่ำและสูงในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจะไหลในแนวขนานกับพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อน โดยไม่มีการไหลข้ามไปมา ดังนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองข้างของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจึงมีค่าน้อย โดยสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำ ค่าความแตกต่างของอุณหภูมิอาจอยู่ที่ต่ำกว่า 1°C ในขณะที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ-ฝาครอบนั้น ค่าความแตกต่างของอุณหภูมิมักจะอยู่ที่ประมาณ 5°C 　　3. ใช้พื้นที่น้อย โครงสร้างของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นมีความกระชับ โดยพื้นที่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนต่อหน่วยปริมาตรนั้นสูงกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อถึง 2–5 เท่า นอกจากนี้ ยังไม่จำเป็นต้องมีพื้นที่สำหรับการซ่อมแซมท่ออีกด้วย ดังนั้น เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อนเท่ากัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจึงใช้พื้นที่เพียงประมาณ 1/5–1/8 ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อเท่านั้น

4. สามารถปรับเปลี่ยนพื้นที่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนหรือการจัดเรียงลำดับการไหลของของเหลวได้ง่าย เพียงแค่เพิ่มหรือลดจำนวนแผ่นก็สามารถเพิ่มหรือลดพื้นที่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนได้แล้ว ； การเปลี่ยนแปลงการจัดเรียงแผ่นโลหะ หรือเปลี่ยนแผ่นโลหะบางแผ่นออก ก็สามารถทำให้ได้รูปแบบการทำงานตามที่ต้องการได้ และสามารถปรับให้เข้ากับสภาวะการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เปลี่ยนไปได้ ในขณะที่พื้นที่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ-ฝาครอบนั้นแทบจะไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้เลย 　　5. มีน้ำหนักเบา แผ่นที่ใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นมีความหนาเพียง 0.4–0.8 มม. ในขณะที่ท่อที่ใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อมีความหนาอยู่ที่ 2.0–2.5 มม. ดังนั้น ตัวเครื่องของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อจึงมีน้ำหนักมากกว่าโครงสร้างของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นอย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจะมีน้ำหนักเพียงประมาณ 1/5 ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อเท่านั้น 　　6. ราคาถูก เนื่องจากใช้วัสดุเดียวกัน และมีพื้นที่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนเท่ากัน ดังนั้นราคาของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจึงต่ำกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อประมาณ 40%–60%

7. สามารถผลิตได้ง่าย เพราะแผ่นสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นนั้นผลิตโดยการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักร ทำให้มีมาตรฐานสูง และสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก ส่วนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อนั้น โดยทั่วไปจะต้องผลิตด้วยมือ 　　8. ทำความสะอาดได้ง่าย สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบกรอบ-แผ่นนั้น เพียงแค่คลายสลักยึดก็สามารถถอดแผ่นออกมาเพื่อทำความสะอาดได้ ซึ่งเป็นข้อดีอย่างมากสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องทำความสะอาดบ่อยๆ 　　9. การสูญเสียความร้อนต่ำ ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นนั้น มีเพียงแผ่นภายนอกที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนเท่านั้นที่โดนอากาศภายนอก ดังนั้นการสูญเสียความร้อนจึงแทบไม่มีเลย และไม่จำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันความร้อนเพิ่มเติมด้วย ส่วนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลอด-ฝาครอบนั้น จะมีการสูญเสียความร้อนสูง จึงจำเป็นต้องมีชั้นกัน 　　10. ความจุน้อยกว่า โดยอยู่ที่ระดับ 10%–20% เมื่อเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อหุ้มฝา
11. การสูญเสียความดันต่อความยาวหนึ่งหน่วยสูง เนื่องจากระยะห่างระหว่างพื้นผิวสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนมีน้อย และพื้นผิวดังกล่าวมีความขรุขระ ดังนั้นจึงมีการสูญเสียความดันมากกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อที่มีพื้นผิวเรียบแบบดั้งเดิม 　　12. ไม่เกิดการสะสมคราบง่าย เนื่องจากมีการไหลเวียนของของเหลวภายในอย่างดี จึงทำให้ไม่เกิดการสะสมคราบได้ง่าย โดยค่าสัมประสิทธิ์การสะสมคราบนั้นอยู่ที่เพียง 1/3 ถึง 1/10 ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ-ฝาเท่านั้น

13. ความดันในการทำงานไม่ควรสูงเกินไป และอุณหภูมิของของเหลวก็ไม่ควรสูงเกินไป เพราะอาจทำให้เกิดการรั่วไหลได้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นจะใช้แผ่นกันรั่วเพื่อป้องกันการรั่วไหล โดยความดันในการทำงานควรอยู่ที่ไม่เกิน 2.5 MPa และอุณหภูมิของของเหลวควรอยู่ต่ำกว่า 250°C มิฉะนั้นอาจเกิดการรั่วไหลได้ 　　14. มีแนวโน้มจะอุดตันได้ง่าย เนื่องจากช่องว่างระหว่างแผ่นมีขนาดแคบมาก โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 2–5 มม. เมื่อสารที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนมีอนุภาคหรือเส้นใยขนาดใหญ่อยู่ด้วย ก็จะทำให้ช่องว่างระหว่างแผ่นอุดตันได้ง่าย เนื้อหาทั้งหมดข้างต้นถูกรวบรวมจากปัญหาที่ผู้เรียนพบในการทำงานจริง เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง หากมีปัญหาใดๆ กรุณาแจ้งมาเพื่อขอคำแนะนำหรือแก้ไขโดยเร็ว