Penukar panas umumnya digunakan untuk pendinginan listrik, dan bahkan desain dasar dapat secara signifikan membantu mengurangi biaya overhead yang terkait dengan pendinginan listrik. Namun, desain penukar panas telah berevolusi secara signifikan selama bertahun-tahun untuk memenuhi persyaratan pendinginan listrik yang lebih canggih, membuat pemilihan yang tepat menjadi lebih sulit dari sebelumnya. Gulir ke bawah untuk melihat tentang desain terbaru dan aplikasinya.
Daftar Isi
Analisis pasar penukar panas
Apa itu penukar panas
Apa yang harus dipertimbangkan saat memilih penukar panas
Kesimpulan
Analisis pasar penukar panas
Pasar penukar panas global bernilai US $17.58 miliar pada tahun 2022 dan diproyeksikan tumbuh pada CAGR sebesar 5.1% antara tahun 2023 dan 2030. Meningkatnya permintaan untuk manajemen termal yang lebih baik di berbagai sektor, seperti makanan, minyak dan gas, petrokimia, produksi energi, dan pendinginan, diharapkan akan meningkat pertumbuhan selama periode perkiraan.
Selanjutnya, kemajuan teknologi untuk meningkatkan panas daya tahan penukar, biaya, efisiensi energi, dan kekompakan akan mendorong penjualan selama beberapa tahun mendatang. AS muncul sebagai pasar teratas pada tahun 2022, berkat industrialisasi dan investasi cepat dalam pembangkit listrik terbarukan. Pasar kekuatan signifikan lainnya termasuk Jepang, Cina, India, dan Rusia.
Apa itu penukar panas?
Penukar panas adalah perangkat yang mentransfer energi panas dari satu cairan cair ke cairan lainnya untuk mengontrol suhu suatu zat. Penukar panas biasanya memisahkan dua aliran cairan, satu dingin dan satu panas, menggunakan pelat konduktif termal, memindahkan energi panas dari satu aliran ke aliran lainnya. Penukar panas umum termasuk boiler, tungku, lemari es, AC, dan radiator otomotif.
Panas penukar umumnya diklasifikasikan menjadi tiga jenis berdasarkan desainnya: berlapis, cangkang dan tabung, dan ACHEs. Ketiga jenis ini sangat berbeda dalam desain, kompleksitas, dan aplikasi.
Penukar panas berlapis atau tipe pelat
Pelat logam yang digunakan dalam ini panas penukar bertindak sebagai penghalang konduktif termal antara cairan. Cairan dingin dan panas bersirkulasi di antara pelat, sementara baling-baling tetap yang dikenal sebagai baffle mengarahkan panduan pemilihan penukar panas di antara keduanya. Karena luas permukaannya yang lebih besar, pelat lebih efisien daripada penukar tabung. Namun, menyegel gasket besar di antara pelat-pelat ini sulit, membatasi perangkat ini untuk produksi skala kecil dan aplikasi dengan kekentalan rendah dengan persyaratan tekanan dan suhu pengoperasian minimal hingga sedang, biasanya di bawah 150 °C.
Kelebihan
Penukar panas pelat dianggap lima kali lebih efisien daripada desain shell and tube karena mereka dapat memulihkan lebih banyak panas. Mereka juga menggunakan lebih sedikit ruang lantai, memiliki masa pakai lebih lama, dan membutuhkan sedikit perawatan. Pelat juga dapat dengan mudah diperiksa atau dibersihkan. Selain itu, penukar panas pelat memiliki biaya pengoperasian yang rendah karena mampu mencapai perpindahan panas yang tinggi melalui area permukaan yang kecil. Pengeluaran utama berasal dari penggantian gasket dan, terkadang, pelat.
Penukar pelat adalah pilihan yang sangat baik karena mereka menggunakan pendekatan suhu dekat, di mana fluida dingin dipanaskan ke suhu yang mendekati fluida panas yang masuk, memungkinkan lebih banyak regenerasi dan pemulihan panas. Mereka juga membuat pilihan yang baik untuk area dengan ruang terbatas.
Modularitas produk ini merupakan keuntungan tambahan: produk ini mudah dirakit dan dibongkar di tempat karena beratnya hanya 6% dari berat unit shell and tube.
Penukar panas shell dan tabung
Dalam penukar panas shell and tube, serangkaian tabung persegi panjang atau bundar diapit dalam selubung berbentuk silinder yang lebih besar. Cairan yang akan dipanaskan atau didinginkan mengalir melalui tabung-tabung ini, sedangkan cairan sekunder (perpindahan panas) mengalir di dalamnya di dalam cangkang. Aliran ini diarahkan oleh baffle, yang juga mendukung bundel tabung.
Jenis penukar cukup populer, terhitung 60% dari semua penukar panas. Mereka dapat digunakan di lingkungan tekanan dan suhu rendah dan tinggi, tetapi konstruksinya yang kuat membuatnya paling cocok untuk aplikasi tekanan tinggi. Mereka juga memiliki rasio berat-ke-volume yang tinggi untuk perpindahan panas. Tipe shell and tube biasanya digunakan di generator uap, pembangkit listrik, dan aplikasi pendinginan oli dan cairan hidrolik di engine.
Kelebihan
Karena celah besar antara cangkang dan tabung, desain ini cocok untuk cairan yang mengandung partikulat. Mereka juga dapat menangani tekanan yang lebih tinggi panas transfer lebih baik daripada model lain karena mereka memiliki cangkang bejana tekan besar dengan bundel tabung di dalamnya.
Selain itu, cairan cenderung mengotori peralatan dalam desain shell and tube. Fouling mengacu pada akumulasi endapan dari cairan yang melewati selama perpindahan panas. Selain itu, saat memproses cairan dengan tingkat kekotoran tinggi, sekat dapat ditambahkan ke tabung untuk meningkatkan turbulensi dan mengurangi kemungkinan partikel menempel di bagian dalam tabung.
Penukar panas berpendingin udara (ACHEs)
Penukar panas berpendingin udara, juga dikenal sebagai kipas sirip, menggunakan udara untuk menolak panas dari aliran fluida secara langsung. Kipas mendorong udara ke atas permukaan bundel atau pelat tabung, yang berisi cairan pemrosesan. Mereka adalah alternatif yang bagus untuk penukar panas shell dan tube berpendingin air standar, terutama ketika air langka.
Jenis penukar panas ini digunakan dalam berbagai aplikasi. Mudah dioperasikan dan dirawat karena udara tidak menyebabkan korosi atau mencemari cairan. Selain itu, masalah lingkungan juga dianggap kurang menjadi perhatian dengan penukar panas berpendingin udara.
Kelebihan
ACHE dianggap lebih efisien daripada shell and tube desain. Karena mereka memiliki sistem loop tertutup, mereka menimbulkan sedikit risiko kontaminasi cairan. Selain itu, mereka tidak memerlukan penggunaan air apa pun, mencegah kekurangan air dan menghilangkan kebutuhan akan a fasilitas pengolahan air. Selain itu, mereka membutuhkan sedikit perawatan dan tidak perlu sering dibersihkan.
Apa yang harus dipertimbangkan saat memilih penukar panas
Langkah pertama adalah menganalisis secara menyeluruh desain dan aplikasi penukar panas dari berbagai perspektif. Ini termasuk memeriksa sistem kelistrikannya, sifat manajemen termal, desain, dan aspek lainnya. Selain itu, sistem harus memiliki ukuran yang tepat agar sesuai dengan ruang yang tersedia dan memberikan efisiensi pendinginan yang optimal. Hasil analisis ini akan membantu menentukan jenis penukar panas terbaik untuk aplikasi yang ada.
Pendinginan sekitar
Saat memilih penukar panas, ada baiknya mempelajari tentang manfaat pendinginan ambien:. proses mempertahankan suhu internal selungkup listrik tepat di atas suhu lingkungan eksternal. Dalam banyak kasus, pendinginan ambien memenuhi persyaratan pendinginan sistem.
Pendinginan dapat dilakukan dengan menggunakan metode yang ramah lingkungan, seperti menggunakan cairan pendingin untuk menyerap dan mentransfer limbah listrik panas. Selain itu, beralih dari metode tradisional, seperti unit kompresi udara, ke pendinginan ambien alami dapat menghasilkan pengoperasian yang lebih hemat energi dan pemeliharaan rendah.
Manajemen termal
Seperti diuraikan di atas, sistem pendinginan yang lebih ramping memiliki banyak keuntungan, termasuk biaya pengoperasian yang lebih rendah. Namun, bisnis harus mempertimbangkan area lain di mana manajemen termal dapat disederhanakan dan apakah cocok panas penukar dapat membuat itu mungkin.
Misalnya, banyak yang menggunakan proses pengolahan air limbah di rumah yang memerlukan penggunaan panas secara konsisten. Jika memungkinkan, penukar panas dapat dirancang untuk menggunakan kembali limbah panas listrik untuk aplikasi lain, seperti pengolahan air limbah.
Aplikasi
Shell and tube exchanger digunakan dalam berbagai proses industri, termasuk pembangkitan uap, penyulingan dan pendinginan minyak, dan pendinginan industri. Penukar panas berlapis, di sisi lain, biasanya digunakan di tungku dan pabrik pengolahan kimia.
Penukar panas berpendingin udara banyak digunakan dalam industri minyak dan gas, pabrik petrokimia, dan kilang dalam kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi, serta lingkungan cairan korosif.
Kesimpulan
Penukar panas banyak digunakan di seluruh industri untuk mentransfer panas dari satu media ke media lainnya. Memahami keuntungan dari setiap desain penukar panas memungkinkan individu untuk membuat pilihan yang lebih baik ketika memilih yang tepat untuk mereka, meningkatkan produktivitas dan presisi. Mengunjungi Alibaba.com untuk melihat semua inovasi terbaru.
