Man trodde länge att en spiralfenadesign var det enda alternativet för användning i miljöer som krävde tunga material, lång livslängd och övergripande stabilitet. Plåtfensspolar ansågs vara för ömtåliga för påfrestningarna i många industriella tillämpningar. Men under de senaste decennierna har det blivit vanligare att se värmeväxlare i plattfensstil som används för en mängd i industriella applikationer.
Därmed inte sagt att plattfensspolar har ersatt spiralfena. Det finns fortfarande otaliga applikationer där spiralfensspolar är det bästa alternativet, men nya processer som tillåter saker som tyngre dimensioner av fenor har inneburit att plattfensalternativen har blivit mer populära för applikationer där tidigare endast spiralfenskonstruktioner skulle ha övervägts.
I det här inlägget kommer vi att diskutera båda typerna av värmeväxlare - några detaljer om hur de är konstruerade och fördelarna med var och en.
Plåtfena
I en plattfensvärmeväxlare förs rör in genom en serie metalliska "fenor". Dessa fenor är gjorda med en kontinuerlig rulle av (0,004” till 0,032”) metall – koppar eller aluminium, till exempel – som matas genom en press som stansar hål för rör och skär arket till storlek. För att åstadkomma detta använder pressar flera olika typer av stansar, som tillåter variabla konfigurationer av fenor per tum (FPI), avstånd mellan rör och rördiameter.
Sedan förs rören in genom fenorna. Därefter expanderas rören för att bilda en säker bindning i fenpaketet för att maximera värmeöverföringen mellan rör och fenor. Detta kan åstadkommas antingen genom en mekanisk process eller genom att använda trycksatt vatten.
Fördelar
1. Mångfald av materialalternativ: I plattfensspolar kan fenor tillverkas av valfritt antal material. Några populära exempel är koppar, aluminium, kolstål och rostfritt stål, med material som koppar-nickel mindre vanliga men inte ovanliga.
2. Olika möjligheter till konfiguration av fenor: Fenorna kan tillverkas med hjälp av en mängd olika mönster och förbättringar som gör saker som att öka luftturbulensen eller göra spolen lättare att rengöra, bland andra funktioner. Några populära fenytor är:
Platt fena
Korrugerad fena
Sinusvågsfena
Upphöjd lansfena
Lamellfena
3. Värmeöverföringsprestanda: Plåtflänsspolar skulle kunna ge en bättre värmeöverföringskoefficient på luftsidan än den som tillhandahålls av spirallindade fenor på grund av den större sekundära ytan, vilket innebär att energi överförs genom spolen mer effektivt.
4. Variation i fendensitet: Plattfensvärmeväxlarens design möjliggör ett brett utbud av fendensiteter, med ett typiskt intervall på 1 till 25 FPI. Spolar med vanliga spirallindade fenor tenderar att vara mer begränsade i detta område, med 4 till 13 FPI som ett typiskt intervall, men vissa spirallindade fenor med mycket låga fenhöjder kan uppnå en mycket högre FPI.
Spiralfena
Även kallad en spiralformad fendesign, spirallindade fenor är i huvudsak just det - en helixformad fena lindad runt ett rör. Till skillnad från plattfenadesigner, som involverar flera rör som passerar genom en gemensam fena, innebär spirallindade fenor att varje rör omges av spiralfenor över hela sin längd.
Fördelar
1. Potential för enkelt byte: Till skillnad från konstruktioner med plattflänsar, där borttagning och byte av enskilda komponenter kan vara mindre ekonomiskt än att byta ut hela spolen, tillåter vissa spirallindade konstruktioner att rören lätt kan bytas ut om en skadas.
2. Mycket bra kontakt och bindning från fena till rör (särskilt när man använder inbäddade fenor): Det finns några olika metoder som används för att göra ett spirallindat flänsrör. Metoden med inbäddade fenor skapar den bästa fen-till-rörbindningen och kan användas vid högre temperaturer, medan alternativen med kantlindning och L-fot är bättre lämpade för applikationer med lägre temperatur.
• Kantlindning – en remsa av fenmaterial lindas på röret i en vinkelrät orientering, vilket skapar en kontinuerlig spiralfena längs rörets längd. Fenan och röret är bundna genom spänning.
• Omlindad eller "L"-fot – en remsa av ett fenmaterial kommer på röret på ett sådant sätt att en del av fenremsan böjer sig 90° lägger sig parallellt med röret, vilket skapar en "fot". Denna fot ökar fenans kontaktyta med röret, vilket ger ytterligare värmeöverföring. Denna metod bygger också på en spänningsbindning.
• Inbäddad: För denna metod plöjs ett spår på ytan av röret och fenremsan lindas in i spåret. Spårets kanter trycks tillbaka ner över kanten på fenan för att låsa fenan på plats. Denna metod gör att själva rörmaterialet binder till fenan, en bindning som bibehålls även vid högtemperaturapplikationer.
3. Fler materialalternativ vid höga temperaturer: För applicering som involverar lufttemperaturer mellan 400 och 700° F är spirallindade fenor gjorda av aluminium och stål möjliga, medan plåtflänsspolar måste tillverkas med stålfenor och -rör när de används vid sådana temperaturer.
