Det var lenge antatt at en spiralfinnedesign var det eneste alternativet for bruk i miljøer som krevde tunge materialer, lang levetid og generell stabilitet. Platefinnespoler ble antatt å være for skjøre for påkjenningene til mange industrielle applikasjoner. Men i løpet av de siste tiårene har det blitt mer vanlig å se varmevekslere i platefinnstil brukt for en rekke i industrielle applikasjoner.
Det er ikke dermed sagt at platefinnespoler har erstattet spiralfinne. Det er fortsatt utallige bruksområder der spiralfinnespoler er det beste alternativet, men nye prosesser som tillater ting som tyngre målere av finnene har ført til at platefinnealternativene har blitt mer populære for bruksområder der tidligere kun spiralfinnekonstruksjoner ville vært vurdert.
I dette innlegget skal vi diskutere begge typer varmevekslere - noen detaljer om hvordan de er konstruert, og fordelene med hver.
Platefinne
I en platefinnevarmeveksler settes rør inn gjennom en serie metalliske "finner". Disse finnene er laget ved hjelp av en kontinuerlig rull av (0,004" til 0,032") metall - for eksempel kobber eller aluminium - som mates gjennom en presse som slår hull for rør og kutter arket til størrelse. For å oppnå dette bruker presser flere forskjellige typer dyser, som tillater variable konfigurasjoner av finner per tomme (FPI), avstand mellom rør og rørdiameter.
Deretter føres rør inn gjennom finnene. Deretter utvides rørene for å danne en sikker binding i finnepakken for å maksimere varmeoverføringen mellom rør og finner. Dette kan oppnås enten gjennom en mekanisk prosess eller ved å bruke trykkvann.
Fordeler
1. Variasjon av materialalternativer: I platefinnespoler kan finnene lages av et hvilket som helst antall materialer. Noen populære eksempler er kobber, aluminium, karbonstål og rustfritt stål, med materialer som kobber-nikkel mindre vanlige, men ikke uhørt.
2. En rekke muligheter for finnoverflatekonfigurasjon: Finner kan lages ved å bruke en rekke mønstre og forbedringer som blant annet øker luftturbulensen eller gjør spolen lettere å rengjøre. Noen populære finneflater er:
Flat finne
Korrugert finne
Sinusbølgefinne
Hevet lansefinne
Lamellfinne
3. Varmeoverføringsytelse: Platefinnespoler kan gi en bedre varmeoverføringskoeffisient på luftsiden enn den som gis av spiralviklede finner på grunn av det større sekundære overflatearealet, noe som betyr at energi overføres gjennom spolen mer effektivt.
4. Variasjon av finnetetthet: Platefinnevarmevekslerens design gir mulighet for et bredt utvalg av finnetettheter, med et typisk område på 1 til 25 FPI. Spoler med standard spiralviklede finner har en tendens til å være mer begrenset i dette området, med 4 til 13 FPI som et typisk område, men noen spiralviklede finner med svært lave finnehøyder kan oppnå en langt større FPI.
Spiral finne
Også kalt en spiralformet finnedesign, er spiralviklede finner i hovedsak nettopp det - en helixformet finne viklet rundt et rør. I motsetning til platefinnedesign, som involverer flere rør som passerer gjennom en felles finne, involverer spiralviklede finner at hvert rør er omgitt av spiralfinner i hele lengden.
Fordeler
1. Potensial for enkel utskifting: I motsetning til platefinnedesign, der fjerning og utskifting av individuelle komponenter kan være mindre økonomisk enn å erstatte hele spolen, tillater visse spiralviklede design at rør enkelt kan byttes ut dersom en skulle bli skadet.
2. Veldig god finne-til-rør-kontakt og binding (spesielt ved bruk av innebygd finnemetode): Det er noen forskjellige metoder som brukes for å lage et spiralviklet ribberør. Den innebygde finnemetoden skaper den beste finne-til-rør-bindingen, og kan brukes ved høyere temperaturer, mens alternativene med kantviklet og L-fot er bedre egnet for applikasjoner med lavere temperatur.
• Kantsår – en stripe med finnemateriale vikles på røret i en vinkelrett retning, og skaper en kontinuerlig spiralfinne langs lengden av røret. Finnen og røret er bundet ved spenning.
• Omhyllet eller "L"-fot – en stripe av et finnemateriale kommer på røret på en slik måte at en del av finnestrimmelen bøyer seg 90°, legger seg parallelt med røret, og danner en "fot". Denne foten øker finnekontaktområdet med røret, og gir ekstra varmeoverføring. Denne metoden er også avhengig av en strekkbinding.
• Innstøpt: For denne metoden pløyes et spor på overflaten av røret og finnestrimmelen vikles inn i sporet. Sporets kanter skyves tilbake ned over kanten av finnen for å låse finnen på plass. Denne metoden gjør at selve rørmaterialet binder seg til finnen, en binding som opprettholdes selv ved høytemperaturapplikasjoner.
3. Flere materialalternativer ved høye temperaturer: For påføring som involverer lufttemperaturer mellom 400 og 700°F, er spiralviklede ribber laget av aluminium og stål mulig, mens platefinnespoler må lages med stålfinner og -rør når de brukes ved slike temperaturer.
