現在、プレート式熱交換器は小型冷凍（冷水）機器に使用されており、今後さらにその用途は拡大すると考えられます。 これは主に、プレート熱交換器の優れた伝熱性能、小型軽量、安全性と信頼性の継続的な改善によるものです。 一般に、実際に適用すると良い結果が得られます。 ただし、いくつかの問題もあります。
プレート式熱交換器は熱交換能力が高く（熱伝達率が従来の熱交換器の数倍であり、伝熱面積の単位体積が大きい）、小型・軽量です。 そのため、研究者やユーザーから支持されています。 しかし、プレート式熱交換器は耐圧性が悪く、シール性能も低いため、プロジェクトでのプレート式熱交換器の適用は制限されています。
以前は、プレート熱交換器は主にクリーンな作動媒体で使用されており、作動圧力は高すぎず、漏れの要件はそれほど厳しくなく、漏れが環境や媒体機器間の作業に大きな影響を与えることはありません。給湯システムと蒸気熱水交換システムの民間への応用。
現在、プレート熱交換器を使用した冷凍装置、主にいくつかの小型機器、主にろう付けプレート熱交換器を輸入しています。 別個のプレート熱交換器を使用する大型チラーユニットの凝縮器と蒸発器については、理論的には実現可能ですが、関連する報告はありません。 言い換えれば、冷凍業界の人々は、プレート熱交換器の適用をさらに促進するために、その安全性が確保される可能性があり、それに関連する問題をさらに解決する必要があると考えています。
解析例として使用中の冷凍設備一式
この装置は、2 台の 7.5 馬力の Mayo 空冷ユニットを並行して使用し、生ビール保持タンクの製造に向けて冷水を生成し、保持タンクを冷却し、冷水に不凍液を添加して凝固点を -6 度に制御します。したがって、冷水温度制御点はプレート蒸発器入口にあり、制御温度は2〜4度です。
この一連の装置の主な問題は、プレート蒸発器の凍結詰まりです。システムは高温条件下では正常に動作しますが、低温条件下 (ユニットが停止寸前の入口水温は約 2 度) では凍結詰まりが発生します。が起こりやすいです。 プレート式蒸発器に凍結詰まりが発生すると、作動状態が急激に悪化し、非常に短時間でプレート式蒸発器全体が内部で凍結してしまう可能性があります。
プレート熱交換器の凍結閉塞は致命的です。プレート熱交換器は比較的デリケートな機器であり、熱交換器部分の厚さが非常に薄いため、外力の衝撃に耐えられず、凍結閉塞が発生すると氷結晶が膨張します。熱交換器の内部変形や漏れの原因となります。 冷凍設備の稼働や生産に大きな影響を与えます。
問題分析
まず、冷凍システムが適合せず、蒸発器が小さい。 または、ユニットの長期使用により、蒸発器内部のスケール、プレート蒸発器の熱交換能力の低下による汚れの詰まりが発生します。 このため、実際の動作過程では蒸発温度が低くなります(-10度)。
1、蒸発温度は冷水の凝固点より低いため、プレート蒸発器が凍結して閉塞する可能性が高くなります。
2、蒸発器の熱伝達温度差は、プレート蒸発器自体の利点を十分に発揮せず、冷凍効率の向上に役立ちません。 冷水入口温度が 2 度 (蒸発器入口と出口水の温度差が 5 度) の場合、蒸発器出口水温度は -3 度、熱伝達温度差は 9.3 度です。 プレート式蒸発器は熱伝達率が非常に高いため、その熱伝達温度差は少なくとも従来の熱交換器より小さくする必要があります。たとえば、約 2 度を選択します。
第二に、冷水の凝固点が高いことです。 蒸発器が低温点（入口水温2度）で運転すると、出口水温は凝固点よりわずか3度高くなります。 これは、実際の操作が許可されていないというわけではありませんが、結局のところ、氷が詰まる可能性が高まり、より正確な温度制御が必要になります。 さらに、冷水の凝固点近くでは粘度が低く、移動度が低く、プレート蒸発器ユニットの循環断面積が非常に小さいため、作動媒体の良好な移動度の使用に適しています。 したがって、可能であれば、凝固点を下げる、冷水温度を高める、冷水の流量を増やすなどの措置を講じる必要があります。
第三に、制御装置は完璧ではありません。 冷水ポンプの起動と停止は冷凍システムの動作と連動しておらず、蒸発器の冷水流量と圧力降下の検出と制御はありません。 冷凍システムには低圧コントローラーが備わっていますが、これはコンプレッサーのゼロ圧力パーキング (高圧下でのプレート蒸発器の長期の装置ダウンタイムを防ぐため) を制御するためにのみ使用され、低圧動作保護はありません。 ポンプが停止したり、水流の減少によるエバポレーター内部の汚れの詰まりにより、氷詰まりが発生します。
第四に、不適切なメンテナンス。
1、入口水温度制御の長期故障により、表示値は約1.5度の実際の値より低くなり、計器の慣性は冷水入口水の実際の温度を反映できません。 実際の運転過程では、氷点付近の温度以外では冷水が発生し、それでも停止しません。
2、プレート蒸発器には不凍目詰まり温度制御装置が装備されていますが、冷水の温度と凝固点が非常に近いため、不凍目詰まり装置がまだ動作していない間に氷の目詰まりが発生することがよくあります。水の場合、最適な制御点に調整するのは簡単ではありません。
