Kako preveriti združljivost hladilne tekočine, preden izberete spajkani ploščni toplotni izmenjevalnik

Spajkani ploščni toplotni izmenjevalniki (BPHE) se pogosto uporabljajo v industrijskih hlajenjih, sistemih HVAC, hlajenju, hladilnih napravah, rekuperaciji toplote in aplikacijah za hlajenje tekočin. Zaradi svoje kompaktne konstrukcije in visoke gostote površine za prenos toplote so privlačni za proizvajalce opreme in industrijske kupce.

Vendar pa izbira spajkanega ploščnega izmenjevalnika toplote vključuje več kot le ujemanje hladilne zmogljivosti, pretoka in velikosti priključka.

Eden najpomembnejših dejavnikov je, ali je delovna tekočina kemično in toplotno združljiva z materiali izmenjevalnika toplote.

Hladilno sredstvo, ki dobro deluje v enem izmenjevalniku toplote, lahko povzroči korozijo, obraščanje ali prezgodnjo okvaro v drugem. To je še posebej pomembno za spajkane ploščne toplotne izmenjevalnike, ker so njihove notranje plošče trajno spojene in jih običajno ni mogoče odstraniti za mehansko čiščenje ali zamenjavo.

Združljivost hladilne tekočine je odvisna od njene kemične sestave, delovne temperature, koncentracije, kakovosti vode in materialov, ki so tekočini izpostavljeni.

Na primer, običajen izmenjevalnik toplote iz nerjavečega jekla z bakrenim spajkanjem je lahko primeren za nekatere aplikacije z obdelano vodo in inhibiranim glikolom. Vendar pa lahko agresivna kemična sestava vode, amoniak ali neustrezne čistilne kemikalije povzročijo resne težave z združljivostjo.

V tem priročniku je razloženo, kako oceniti združljivost hladilne tekočine, primerjati običajne materiale za spajkanje, prepoznati kritične parametre kakovosti vode in pripraviti potrebne informacije, preden zahtevate ponudbo za spajkan ploščni izmenjevalnik toplote.

1. Kaj pomeni združljivost hladilne tekočine pri spajkanem ploščnem toplotnem izmenjevalniku?

1.1 Razumevanje materialov v spajkanem ploščnem izmenjevalniku toplote

Konvencionalen spajkani ploščni toplotni izmenjevalnik je sestavljen iz tankih valovitih kovinskih plošč, ki so trajno spojene na kontaktnih točkah.

Valovi ustvarjajo izmenične pretočne kanale za obe tekočini, kar omogoča prenos toplote skozi kovinske površine, medtem ko tekočini ostaneta ločeni.

Pogosti gradbeni materiali vključujejo:

• Plošče za prenos toplote iz nerjavečega jekla

• Material za trdo spajkanje na osnovi bakra ali niklja

• Priključki in pokrivne plošče iz nerjavečega jekla, odvisno od izvedbe

Natančni materiali se razlikujejo glede na proizvajalca in model izdelka.

Tipičen bakreno spajkan izmenjevalnik lahko uporablja plošče iz nerjavečega jekla, spojene z bakrenim polnilnim materialom.

Površine plošč in izpostavljeni material za spajkanje morajo biti združljivi z delovno tekočino.

1.1.1 Zakaj je material za trdo spajkanje tako pomemben kot material plošče

Kupec lahko v opisu izdelka vidi 'plošče iz nerjavečega jekla 316L' in domneva, da je celoten izmenjevalnik odporen proti koroziji kot nerjavno jeklo.

Ta predpostavka ni pravilna.

Tudi material za trdo spajkanje je del strukture, ki pride v stik s tekočino.

Če hladilna tekočina razjeda trdo spajkanje, lahko v izmenjevalniku toplote še vedno prihaja do notranjih puščanj ali drugih poškodb, tudi če plošče iz nerjavečega jekla ostanejo večinoma nedotaknjene.

1.1.1.1 Pogosta napaka pri nakupu

Recimo, da mora kupec kupiti spajkani ploščni izmenjevalnik toplote iz nerjavečega jekla za hladilni sistem za kemično obdelavo.

Dobavitelj je ponudil model iz nerjaveče pločevine in bakra s postopkom spajkanja.

Čeprav je kupec preveril združljivost nerjavečega jekla, ni preizkusil korozijske odpornosti bakra.

To je pustilo nerešeno pomembno vprašanje združljivosti materialov.

Pravilen pristop je preveriti združljivost vsakega zmočenega materiala, namesto da preverimo le zlitino glavne plošče.

1.2 Kemijska združljivost v primerjavi s toplotno združljivostjo

Združljivost hladilne tekočine vključuje dva različna vidika.

Kemijska združljivost zadeva, ali lahko tekočina povzroči nesprejemljivo korozijo, kemični napad, degradacijo materiala ali kontaminacijo.

Toplotna in hidravlična primernost zadeva, ali lastnosti tekočine omogočajo izmenjevalniku, da doseže zahtevano toplotno obremenitev in padec tlaka.

Tekočina je lahko kemično sprejemljiva, vendar kljub temu zahteva drugačno velikost izmenjevalnika toplote zaradi svoje viskoznosti, specifične toplotne kapacitete ali toplotne prevodnosti.

Oceniti je treba oba vidika.

1.3 Zakaj je treba preveriti oba tokokroga tekočine

Spajkani ploščni izmenjevalniki toplote so običajno sestavljeni iz dveh ločenih krogotokov tekočine.

Na primer, ena stran lahko kroži obdelano vodo, medtem ko druga stran lahko prenaša mešanico glikola.

Obe tekočini prideta v stik s svojimi notranjimi ploščami in spajkanimi spoji.

Tudi če je tekočina v enem tokokrogu združljiva, lahko drugi tokokrog še vedno predstavlja tveganje za korozijo ali kontaminacijo.

Zato je treba pri pregledu združljivosti ti dve vezji oceniti ločeno.

2. Katera hladilna sredstva se običajno uporabljajo v toplotnih izmenjevalnikih z spajkano ploščo?

2.1 Prečiščena voda

Voda se pogosto uporablja v HVAC, industrijskem hlajenju, rekuperaciji toplote in prenosu toplote iz tekočine v tekočino.

Zagotavlja ugodne toplotne lastnosti in je pogosto ekonomično kroženje.

Združljivost z vodo pa je odvisna od njene kemične sestave.

Potencialno pomembni dejavniki vključujejo:

• pH

• Koncentracija klorida

• Raztopljeni kisik

• Prevodnost

• Trdota

• Raztopljene soli

• Kemikalije za obdelavo vode

• Suspendirani delci

Nimajo vsi vodni viri enake sestave.

Na primer, obdelana voda v zaprti zanki se lahko obnaša drugače kot neobdelana podtalnica ali voda iz odprtega hladilnega sistema.

Pred izbiro opreme je treba določiti vir vode in program čiščenja.

2.2 Raztopini etilenglikola in propilenglikola

Mešanice vode in glikola se običajno uporabljajo, kadar je potrebna zaščita pred zmrzovanjem.

Dve pomembni vrsti glikola sta:

Etilenglikol (EG): Uporablja se v mnogih industrijskih sistemih za prenos toplote.

Propilenglikol (PG): Uporablja se v aplikacijah, kjer je zaradi posebnih lastnosti ali varnostnih in regulativnih zahtev projekta prednost.

Oba sta lahko primerna za ustrezno izbrane spajkane ploščne toplotne izmenjevalnike, vendar je združljivost odvisna od celotne formulacije hladilne tekočine in pogojev delovanja.

Kupec mora zagotoviti:

• Vrsta glikola

• Koncentracija glikola

• Osnova koncentracije, kot je teža ali prostornina

• Proizvajalec izdelka in komercialni razred

• Informacije o zaviralcih korozije

• Najvišje in najnižje delovne temperature

2.2.1 Zakaj se inhibirani in neinhibirani glikol razlikujeta

Številna komercialna hladilna sredstva z etilen glikolom vsebujejo zaviralce korozije.

Ti dodatki pomagajo zaščititi kovinske komponente v določenih pogojih delovanja.

Vendar se formulacije inhibitorjev razlikujejo glede na izdelek in morda niso primerne za vse materiale ali kemikalije za čiščenje vode.

Poleg tega lahko poraba inhibitorja in razgradnja hladilne tekočine spremenita kemično sestavo hladilne tekočine med delovanjem.

Da zagotovite dolgoročno zanesljivost, upoštevajte priporočila za nadzor in zamenjavo, ki jih je zagotovil dobavitelj hladilne tekočine.

2.2.1.1 Zakaj je samo koncentracija glikola nezadostna

RFQ z navedbo '30% glikol' ne identificira v celoti hladilne tekočine.

Dobavitelj mora še vedno vedeti, ali gre za etilen glikol ali propilen glikol, ali je koncentracija volumska ali masna in kateri paket inhibitorjev je prisoten.

Te podrobnosti vplivajo na oceno korozije in toplotne izračune.

2.3 Deionizirana voda visoke čistosti

Visoko čista voda se uporablja v nekaterih industrijskih in elektronskih aplikacijah za hlajenje.

Nizka prevodnost pa ne pomeni nujno, da je tekočina neškodljiva za kovine.

Odvisno od kemičnih lastnosti in delovnega okolja lahko deionizirana voda reagira z izpostavljenimi kovinskimi materiali, vključno z bakrenimi spajkanimi komponentami.

Nekateri proizvajalci toplotnih izmenjevalnikov z bakrenim spajkanjem izrecno omejujejo uporabo deionizirane vode.

Zato kupci ne bi smeli domnevati, da so standardni toplotni izmenjevalniki z bakrenim spajkanjem primerni za vse vodne sisteme visoke čistosti.

Če projekt zahteva deionizirano ali ultračisto vodo, morajo dobavitelji oceniti dejanske specifikacije kakovosti vode in potrditi, ali je predlagana zasnova primerna.

2.4 Slanice na osnovi morske vode in klorida

Morska voda in slanica z visoko vsebnostjo klora zahtevata posebno pozornost.

Visoke koncentracije klorida lahko predstavljajo tveganje za korozijo nerjavečega jekla, zlasti v neugodnih temperaturnih pogojih ali ob prisotnosti rež.

Tudi spajkanje bakra je lahko neprimerno za nekatere jedke slane tekočine.

Običajni toplotni izmenjevalniki iz nerjavečega jekla in bakrenega spajkanja se ne smejo šteti za primerne za neposredno uporabo v aplikacijah z morsko vodo.

Odvisno od specifične uporabe so morda potrebni alternativni materiali plošč ali tehnologije prenosa toplote.

2.5 Amoniak in druga hladilna sredstva

Spajkani ploščni toplotni izmenjevalniki se lahko uporabljajo tudi v hladilnih sistemih.

Vendar se zahteve glede združljivosti za hladilna sredstva razlikujejo od tistih za hladilna sredstva na vodni osnovi.

Za hladilne sisteme z amonijakom tradicionalne konstrukcije z bakrenim spajkanjem na splošno niso primerne, ker amoniak razjeda materiale, ki vsebujejo baker.

Za odobrene aplikacije za hlajenje z amoniakom so lahko na voljo nekateri toplotni izmenjevalniki, spajkani ali drugi brez bakra.

Kljub temu je treba še vedno preveriti združljivost za določene modele, hladilna sredstva, delovne tlake, temperaturna območja in ustrezna hladilna olja.

Materiali, opisani kot 'spajkani z nikljem', niso samodejno primerni za vse aplikacije hlajenja z amoniakom.

2.6 Posebna industrijska hladilna sredstva

Nekateri projekti vključujejo specializirane tekočine za prenos toplote, sintetična olja, dielektrične tekočine ali lastniške mešanice kemikalij.

Te tekočine nikoli ne smejo biti odobrene zgolj na podlagi tega, da spadajo v široko kemijsko kategorijo.

Pregledati je treba njihove natančne formulacije, kombinacije aditivov, delovne temperature, viskoznosti in podatke o združljivosti materialov.

Če ni na voljo dovolj informacij o združljivosti, mora dobavitelj zahtevati dodatne podatke ali priporočiti ustrezno tehnično oceno, preden zaključi izbiro.

3. Toplotni izmenjevalniki, spajkani z bakrom in nikljem: kateri materiali so združljivi?

3.1 Plošče za prenos toplote iz nerjavečega jekla

Nerjaveče jeklo je običajno izbrano zaradi svojih mehanskih lastnosti in odpornosti proti koroziji v mnogih industrijskih okoljih.

Stopnje, kot sta 304 in 316/316L, se uporabljajo v konstrukciji ploščnih izmenjevalnikov toplote.

Vendar pa nerjavno jeklo ni univerzalno odporno proti koroziji.

Voda, ki vsebuje klorid, lahko povzroči nevarnost luknjičaste ali razpokane korozije.

Korozijsko obnašanje je odvisno od specifične zlitine, koncentracije klorida, temperature, pH in delovnih pogojev.

Zato tudi toplotni izmenjevalnik iz nerjavečega jekla 316L zahteva preverjanje kakovosti vode.

3.2 Spajkanje bakra

Baker se pogosto uporablja za spajanje plošč iz nerjavečega jekla v kompaktnih spajkanih toplotnih izmenjevalnikih.

Bakreno spajkana konstrukcija je primerna za številne primerno nadzorovane uporabe vode in glikola.

Vendar pa lahko na baker vplivajo nekatera kemična okolja, vključno z:

• Tekočine, ki vsebujejo amoniak

• Nekatere kisle raztopine

• Agresivni oksidacijski pogoji

• Nezdružljivi kemični dodatki

• Nekatere aplikacije za visoko čisto vodo

• Nekatera okolja, ki vsebujejo žveplo

Resnost korozije je odvisna od celotnega kemičnega okolja.

Kupci se ne smejo zanašati na splošno izjavo, kot je »baker je odporen proti koroziji«, ne da bi preverili pogoje delovanja.

3.3 Spajkanje na osnovi niklja

Pri nekaterih izvedbah spajkanih ploščnih toplotnih izmenjevalnikov, kjer bakreni materiali niso primerni, se uporabljajo zlitine za trdo spajkanje na osnovi niklja.

Zlitine za trdo spajkanje na osnovi niklja lahko nudijo prednosti za posebna hladilna sredstva ali procesne tekočine.

Vendar spajkanje na osnovi niklja ne naredi toplotnega izmenjevalnika odpornega na vse jedke kemikalije.

Plošče iz nerjavečega jekla same ostajajo pomemben omejevalni dejavnik, nikljevo zlitino pa je treba validirati na podlagi posebnih pogojev hladilne tekočine.

Dobavitelji morajo potrditi specifično trdo spajkanje, material plošče in odobrene pogoje delovanja.

3.4 Alternative brez bakra

Kadar tekočina ni združljiva s tradicionalnim spajkanjem bakra, bo morda potrebna alternativna konfiguracija izmenjevalnika toplote.

Možnosti vključujejo odobrene modele spajkanja z nikljem, toplotne izmenjevalnike iz nerjavečega jekla, vezane na taljenje, ali druge ustrezne tehnologije ploščnih toplotnih izmenjevalnikov.

Pravilna izbira je odvisna od kemičnega okolja, mehanskih zahtev, toplotne obremenitve in potreb po čiščenju.

Ne bi smeli samodejno domnevati, da so zasnove brez bakra primerne za zelo jedke tekočine, ki vsebujejo klor, saj ima lahko material plošče za izmenjavo toplote še vedno nezadostno odpornost proti koroziji.

3.5 Predhodna primerjava združljivosti materialov

Ta tabela je predhodni vodnik za preverjanje in ne potrdilo o kemični združljivosti.

Končna odobritev mora temeljiti na proizvajalčevi dejanski konstrukciji izdelka in navedenih pogojih hladilne tekočine.

4. Kateri parametri kakovosti vode vplivajo na združljivost hladilne tekočine?

4.1 pH in alkalnost

pH označuje, kako kisla ali alkalna je tekočina.

Voda z neustreznim pH lahko poveča tveganje korozije za nekatere kovinske komponente.

Vendar pa je sprejemljivo območje pH odvisno od kombinacije materiala in drugih raztopljenih snovi.

Alkalnost vpliva tudi na obnašanje vodnega sistema in njegov odziv na kemično obdelavo.

Dobavitelj hladilne tekočine lahko določi priporočeno območje pH za mešanico z inhibiranim glikolom.

To območje je treba preveriti glede na zahteve glede materiala toplotnega izmenjevalnika.

4.2 Koncentracija in temperatura klorida

Kloridni ioni so pomemben dejavnik pri uporabi toplotnih izmenjevalnikov iz nerjavečega jekla.

Tveganje lokalne korozije se na splošno poveča pri agresivnejših kombinacijah koncentracije klorida, temperature in drugih kemičnih pogojev.

4.2.1 Zakaj je fiksna meja klorida lahko zavajajoča

Ne obstaja enotna univerzalna koncentracija klorida, ki bi zagotavljala primernost vsakega spajkanega ploščnega izmenjevalnika toplote iz nerjavnega jekla.

Sprejemljiva koncentracija je odvisna od natančne zlitine, kemije vode, temperature in proizvajalčevih smernic za načrtovanje.

4.2.1.1 Zakaj delovna temperatura spremeni tveganje

Voda, ki je sprejemljiva za določen izmenjevalnik pri nižji temperaturi, lahko predstavlja večje tveganje korozije pri višji temperaturi.

Posledično je treba koncentracijo klorida oceniti glede na najvišjo verodostojno temperaturo tekočine, ne le glede na normalno delovno temperaturo.

Na primer, izmenjevalnik toplote, ki deluje med normalnim hlajenjem pri 35 °C, lahko doživi višje temperature med drugim načinom delovanja.

Pregled združljivosti materiala mora upoštevati to možnost.

4.3 Prevodnost, raztopljene soli in kisik

Električna prevodnost kaže na raztopljene ionske snovi v vodi.

Lahko je koristen za spremljanje kakovosti vode, vendar ne ugotovi, kateri kemični ioni so prisotni.

Dve tekočini s podobno prevodnostjo imata lahko različna tveganja korozije.

Raztopljeni kisik in oksidanti lahko vplivajo tudi na korozijsko obnašanje kovinskih komponent.

Upoštevati je treba celotno delovno okolje, vključno z dopolnilno vodo in vdorom kisika.

4.4 Amoniak, žveplove spojine in oksidanti

Nekatere kemikalije za obdelavo vode in procesne kemikalije morda niso združljive z izmenjevalniki toplote, ki vsebujejo baker.

Amoniak je še posebej pomemben zaradi njegove možne interakcije z bakrom.

Nekatere spojine, ki vsebujejo žveplo, in oksidativne kemikalije lahko povzročijo tudi tveganje korozije.

Prisotnost razkužil na osnovi klora ali drugih oksidantov je treba razkriti dobavitelju izmenjevalnika toplote.

Kemijsko združljivost je treba oceniti z dejanskimi koncentracijami in pogoji izpostavljenosti.

4.5 Trdota, skaliranje in suspendirani delci

Združljivost hladilne tekočine ni omejena na korozijo.

Minerali trdote lahko tvorijo usedline pod ustreznimi pogoji, zlasti pri segrevanju vode.

Suspendirani delci se lahko kopičijo v ozkih ploščatih kanalih.

Ti depoziti lahko:

• Zmanjšajte učinkovit prenos toplote

• Povečajte padec tlaka na strani tekočine

• Omejite porazdelitev toka

• Ustvarite težave pri vzdrževanju

• Prispevajte k lokalnim korozijskim pogojem

Ker spajkanih ploščnih toplotnih izmenjevalnikov običajno ni mogoče odpreti za čiščenje plošče za ploščo, je čistost tekočine še posebej pomembna.

4.6 Zakaj je treba kemijo vode pregledati kot celoto

En sam parameter redko zagotavlja dovolj informacij za določitev združljivosti.

Na primer, sprejemljiv pH ne nadomesti čezmerne koncentracije druge škodljive sestavine.

Podobno ustrezna raven klorida ne zagotavlja, da bo spajkanje bakra odporno na amoniak ali nezdružljivo kemikalijo za obdelavo.

Pravilna ocena upošteva kombinirane učinke kemije vode, izbire materiala, temperature in pogojev delovanja.

5. Kako lastnosti hladilne tekočine vplivajo na toplotno in hidravlično zmogljivost

5.1 Specifična toplotna zmogljivost in hladilna moč

Za enofazno tekočino je moč prenosa toplote mogoče oceniti z uporabo:

Q = m × Cp × ΔT

kje:

• Q = moč prenosa toplote (kW)

• m = masni pretok (kg/s)

• Cp = specifična toplotna kapaciteta (kJ/kg·K)

• ΔT = sprememba temperature tekočine (K)

Mešanice vode in glikola imajo različne specifične toplotne kapacitete.

Zato enak masni pretok in sprememba temperature ne povzročita nujno enake hladilne moči.

5.2 Viskoznost in padec tlaka

Viskoznost vpliva na odpornost tekočine in lokalni prenos toplote.

Mešanice glikola imajo običajno večjo viskoznost kot voda v primerljivih pogojih.

Pri nizkih temperaturah se lahko viskoznost še poveča.

Zato je treba toplotni izmenjevalnik oceniti z uporabo dejanskih lastnosti tekočine pri ustreznih delovnih pogojih.

Za enoto, izbrano na podlagi lastnosti vode, se ne bi smelo samodejno domnevati, da dosega enako zmogljivost in padec tlaka z glikolom.

5.3 Najnižja temperatura in zaščita pred zmrzovanjem

Lastnosti zaščite pred zmrzovanjem hladilne tekočine se morajo ujemati s pričakovanimi temperaturami v projektu.

Zahtevana koncentracija glikola mora upoštevati najnižje verodostojne temperature delovanja in zaustavitve.

Vendar lahko povečanje koncentracije glikola nad tisto, kar sistem zahteva, povzroči nepotrebne hidravlične in toplotne kazni.

Koncentracijo je treba izbrati glede na priporočila proizvajalca hladilne tekočine in celotne sistemske zahteve.

5.4 Najvišja temperatura in kemijska stabilnost

Pomemben dejavnik je tudi najvišja delovna temperatura.

Določene kombinacije tekočin za prenos toplote in zaviralcev korozije imajo temperaturne omejitve.

Izpostavljenost previsokim temperaturam lahko pospeši razgradnjo tekočine, spremeni njene kemične lastnosti ali zmanjša učinkovitost zaviralca korozije.

Med postopkom izbire je treba jasno določiti najvišje temperature v normalnih in neobičajnih delovnih pogojih.

5.5 Tlačno in toplotno cikliranje

Združljivost materiala sama po sebi ne določa mehanske primernosti.

Tudi izmenjevalnik toplote mora ustrezati delovnim in projektiranim tlakom.

Pogoste temperaturne spremembe in nihanja tlaka lahko povzročijo dodatno mehansko obremenitev na spajkanih spojih.

Dobavitelj mora pregledati pričakovane ciklične pogoje, prehodne tlake in veljavne zahteve mehanske konstrukcije.

6. Korak za korakom: Kako preveriti združljivost hladilne tekočine pred naročilom

6.1 1. korak: Določite natančno hladilno tekočino

Začnite z imenom izdelka proizvajalca tekočine in tehnično dokumentacijo.

Zahtevajte tehnični list (TDS) in varnostni list (SDS).

Kjer je mogoče, pridobite dodatne informacije o združljivosti materialov.

Samo varnostni list morda ne razkrije celotne formulacije, zlasti za lastniške pakete dodatkov.

Varnostnega lista ne obravnavajte kot popolno odobritev združljivosti.

6.2 Korak 2: Pridobite informacije o kakovosti vode in dodatkih

Za tekočine na vodni osnovi zberite ustrezne kemijske podatke.

Zahtevana analiza lahko vključuje najmanj:

• pH

• Prevodnost

• Koncentracija klorida

• Pomembni sulfatni in drugi raztopljeni ioni

• Trdota

• Dodatki za pripravo vode

• Pričakovana kontaminacija

• Suspendirane trdne snovi

Za glikolne sisteme potrdite vrsto glikola, koncentracijo, kakovost vode za redčenje in paket inhibitorjev korozije.

6.3 3. korak: Preverite vsak zmočen material

Identificirajte ploščno zlitino izmenjevalnika toplote in material za spajkanje.

Preglejte tudi namočene spojne materiale in druge izpostavljene komponente.

Preverite dejansko kemijo hladilne tekočine glede na omejitve materiala, ki jih je navedel proizvajalec izmenjevalnika.

Če manjkajo pomembne informacije, mora stanje združljivosti ostati nepotrjeno.

6.4 4. korak: Preglejte celotne pogoje delovanja

Združljivost materiala je treba oceniti pri dejanskih pogojih delovanja.

Zagotovite:

• Normalna delovna temperatura

• Najvišja temperatura

• Minimalna temperatura

• Delovni tlak

• Projektni tlak

• Stopnja pretoka

• Obratovalni čas

• Pričakovani pogoji zaustavitve

Če ima hladilna tekočina različne sezonske pogoje delovanja, mora pregled zajemati ustrezne ekstreme.

6.4.1 Zakaj običajni podatki o delovanju morda niso dovolj

Sistem lahko običajno deluje pri zmerni temperaturi, vendar se med zaustavitvijo, napakami ali spremembo proizvodnega povpraševanja sooča z zvišanimi temperaturami.

Pri presoji materialne ustreznosti je treba upoštevati najzahtevnejše verodostojne pogoje.

6.4.1.1 Kdaj zahtevati poseben inženirski pregled

Dodatna tehnična ocena je še posebej pomembna za:

• Neznane lastniške formulacije hladilne tekočine

• Visoko čista voda

• Tekočine z visoko vsebnostjo klorida

• Storitev amoniaka

• Močno kisle ali alkalne tekočine

• Nenavadni kemični dodatki

• Agresivni postopki čiščenja

Če dobavitelj ne more ugotoviti združljivosti, se predlagani izmenjevalec ne sme obravnavati kot odobren za to tekočino.

6.5 5. korak: Preverite toplotno in hidravlično zmogljivost

Po pregledu ustrezne dokumentacije mora dobavitelj ugotoviti, ali izbrani izmenjevalnik toplote lahko zadosti zahtevani toplotni obremenitvi.

To vključuje izračune lastnosti tekočine, temperaturnih pogojev, pretoka in dovoljenega padca tlaka.

Kemijska združljivost ne zagotavlja samodejno ustreznega prenosa toplote.

6.6 6. korak: Potrdite zahteve za vzdrževanje in čiščenje

Postopek čiščenja lahko vsebuje kemikalije, ki se razlikujejo od običajne hladilne tekočine.

Te kemikalije pridejo tudi v stik z notranjimi površinami plošč in materialom za spajkanje.

Preden odobrite postopek čiščenja, preverite združljivost čistilne raztopine, koncentracijo, temperaturo in čas stika.

Za več informacij preberite Aidear's Navodila za čiščenje ploščnega toplotnega izmenjevalnika CIP.

7. Delovni primer: Ocenjevanje hladilnega sistema z glikolom

7.1 Hipotetične projektne zahteve

Razmislite o projektu industrijskega hlajenja z raztopino vode in glikola.

Kupec posreduje naslednje podatke:

Te vrednosti so hipotetične in ne predstavljajo testirane učinkovitosti določenega izdelka Aidear.

7.2 Začetna ocena združljivosti

Kategorija hladilne tekočine ni samodejno neustrezna za izmenjevalnik iz nerjavečega jekla, spajkanega z bakrom.

Vendar razpoložljive informacije ne dokazujejo združljivosti.

Več pomembnih podrobnosti ostaja neznanih.

Dobavitelj mora preveriti sestavo kakovosti vode in potrditi, da je paket inhibitorjev primeren za predlagane mokre materiale.

Upoštevati je treba tudi najvišjo delovno temperaturo.

Končnega termičnega izračuna ni mogoče dokončati, dokler niso vzpostavljeni zahtevani pogoji hlajenja in pretoka.

7.3 Kaj naj kupec naredi potem?

Kupec mora od dobavitelja hladilne tekočine zahtevati naslednje podatke:

1. Aktualni tehnični list

2. Priporočila za združljivost materialov

3. Podrobne zahteve glede kakovosti vode

4. Informacije o zaviralcih korozije

5. Lastnosti tekočine v predvidenem temperaturnem območju

Dobavitelj toplotnega izmenjevalnika lahko nato pregleda predlagano konstrukcijo in ugotovi, ali je potrebno dodatno testiranje, alternativni material za spajkanje ali drugačna zasnova izmenjevalnika.

Pravilen zaključek je 'združljivost čaka na preverjanje', ne 'odobreno' zgolj zato, ker hladilna tekočina vsebuje propilen glikol.

8. Kontrolni seznam RFQ za združljivost hladilne tekočine s spajkanim ploščnim izmenjevalnikom toplote

Preden zahtevajo ponudbo, morajo kupci pripraviti naslednje podatke.

8.1 Podatki o združljivosti tekočin

8.2 Toplotni, hidravlični in mehanski podatki

8.3 Predloga RFQ, pripravljena za uporabo

Naslednje informacije so lahko vključene v tehnično poizvedbo.

Aplikacija projekta: [Industrijsko hlajenje / HVAC / Hlajenje / Hlajenje podatkovnih centrov / Drugo]

Potreben izmenjevalnik toplote: izmenjevalnik toplote s spajkano ploščo

Moč hlajenja ali ogrevanja: [kW]

Hot-Side Fluid: [Točno ime izdelka]

Tekočina na hladni strani: [Točno ime izdelka]

Proizvajalec tekočine: [Blagovna znamka / dobavitelj]

Vrsta in koncentracija glikola: [če je primerno]

Kemični dodatki: [Informacije o izdelku/inhibitorju]

Poročilo o kakovosti vode: [priloženo/v teku]

Vhodna in izstopna temperatura vroče strani: [°C]

Vhodna in izstopna temperatura na hladni strani: [°C]

Pretok na vročo stran: [m³/h]

Pretok na hladni strani: [m³/h]

Delovni tlak: [bar]

Zahtevani konstrukcijski tlak: [bar]

Dovoljeni padec tlaka: [kPa]

Najvišja in najnižja delovna temperatura: [°C]

Prednostni material plošče: [Določite / zahtevajte priporočilo]

Prednostni material za spajkanje: [baker/nikelj/priporočilo za zahtevo]

Čistilne kemikalije: [če je primerno]

Zahtevane mere in priključki: [Določite]

Dodatni pomisleki glede združljivosti: [Navedite]

Priloženi tehnični dokumenti: [TDS/SDS/Analiza vode/Sistemska risba]

Dobavitelj mora opredeliti morebitne predpostavke ali nerešene težave z združljivostjo, preden potrdi končno izbiro opreme.

9. Pogoste napake pri preverjanju združljivosti hladilne tekočine

9.1 Ob predpostavki, da so vsi izmenjevalniki toplote iz nerjavečega jekla odporni na kemikalije

Razredi nerjavnega jekla imajo različne korozijske lastnosti.

Celo nerjaveče jeklo 316L lahko pod neugodnimi pogoji doživi lokalizirano korozijo.

Preveriti je treba tudi material za spajkanje.

9.2 Izbira samo po imenu hladilne tekočine

Ime glikola ali izdelka za obdelavo vode ne opisuje v celoti njegove koncentracije, dodatkov ali pogojev delovanja.

Združljivost mora temeljiti na dejanski sestavi izdelka.

9.3 Ignoriranje koncentracije klorida pri višjih temperaturah

Kemični sestav vode, ki se zdi sprejemljiv pri nižji temperaturi, lahko postane bolj agresiven, ko se delovna temperatura dvigne.

Oceniti je treba celotno temperaturno območje.

9.4 Ob predpostavki, da spajkanje z nikljem reši vse težave s korozijo

Spajkanje na osnovi niklja je lahko primerno za nekatere aplikacije, kjer baker ni primeren.

Vendar material plošče, kemija tekočine in pogoji delovanja še vedno določajo združljivost.

Spajkanja z nikljem ne bi smeli obravnavati kot univerzalno rešitev, odporno proti koroziji.

9.5 Neupoštevanje združljivosti čistilnih kemikalij

Toplotni izmenjevalnik je lahko združljiv z običajno hladilno tekočino, ne pa tudi z agresivno čistilno raztopino.

Čistilne kemikalije je treba pred uporabo oceniti neodvisno.

10. Pogosta vprašanja o hladilnih tekočinah toplotnega izmenjevalnika s spajkano ploščo

10.1 Ali lahko spajkani ploščni izmenjevalnik toplote uporablja etilen glikol?

Da, veliko spajkanih ploščnih izmenjevalnikov toplote se uporablja z združljivimi raztopinami inhibiranega etilen glikola.

Vendar pa je treba preveriti koncentracijo glikola, formulacijo inhibitorja, kemijo vode in delovne temperature.

Natančen model mora biti odobren za predvideno tekočino.

10.2 Ali je propilen glikol združljiv z bakreno spajkanimi toplotnimi izmenjevalniki?

Morda je združljiva, če je raztopina ustrezno oblikovana in vzdrževana.

Samo vrsta glikola ne zagotavlja združljivosti.

Pregledati je treba celotno sestavo hladilne tekočine in delovne pogoje.

10.3 Ali se lahko deionizirana voda uporablja v spajkanem ploščnem toplotnem izmenjevalniku?

Nekateri proizvajalci bakrenih spajkalnikov omejujejo uporabo deionizirane vode zaradi možne interakcije z materialom za spajkanje.

Združljivosti ni mogoče domnevati.

Kupec mora predložiti specifikacijo čistoče vode in pridobiti soglasje za natančno predlagano konstrukcijo izmenjevalnika.

10.4 Ali je spajkanje z nikljem boljše od spajkanja z bakrom?

Ne v vsaki aplikaciji.

Trdo spajkanje z nikljem je lahko alternativa za nekatere tekočine, ki niso primerne za konstrukcije, spajkane z bakrom.

Vendar pa je prednostni material odvisen od kemičnega okolja, pogojev delovanja, zasnove opreme in komercialnih zahtev.

10.5 Ali se lahko bakreno spajkani ploščni izmenjevalnik toplote uporablja z amoniakom?

Običajna konstrukcija z bakrenim spajkanjem na splošno ni primerna za uporabo amoniaka.

Morda bo potrebna odobrena konstrukcija, spajkana z nikljem ali druga ustrezna konstrukcija brez bakra.

Poseben izmenjevalnik je treba preveriti za amoniak, njegove pogoje tlaka in temperature ter celoten hladilni sistem.

10.6 Ali nižja koncentracija klorida zagotavlja združljivost?

št.

Klorid je pomemben parameter, vendar je korozijsko obnašanje odvisno tudi od temperature, pH, kisika, drugih raztopljenih snovi in ​​gradbenih materialov.

Nizka koncentracija klorida sama po sebi ne zagotavlja, da je tekočina združljiva.

10.7 Kako lahko kupci pred nakupom potrdijo združljivost?

Najbolj zanesljiv pristop je dobavitelju zagotoviti natančne informacije o tekočih izdelkih, podatkih o analizi kakovosti vode, kemičnih dodatkih, delovni temperaturi, tlaku in zahtevah glede pretoka.

Dobavitelj mora nato oceniti te pogoje glede na materiale in specifikacije delovanja toplotnega izmenjevalnika, ki bo uporabljen.

Če združljivost ostaja negotova, je pred končno odobritvijo potrebna nadaljnja tehnična ocena.

11. Zaključek: Pred končno izbiro toplotnega izmenjevalnika je treba preveriti združljivost hladilne tekočine

Združljivost s hladilno tekočino je bistveni del izbire zanesljivega spajkanega ploščnega izmenjevalnika toplote.

Pravilna ocena vključuje več kot ugotovitev, ali je delovna tekočina voda, glikol, hladilno sredstvo ali druga kemična mešanica.

Inženirji in industrijski kupci morajo upoštevati celotno sestavo tekočine, pogoje delovanja in vse materiale, ki so izpostavljeni hladilni tekočini.

Pomembni dejavniki izbire vključujejo:

• Plošča iz nerjavečega jekla

• Material za spajkanje na osnovi bakra ali niklja

• Sestava in koncentracija hladilne tekočine

• pH, koncentracija kloridov in kakovost vode

• Zaviralci korozije in drugi dodatki

• Najnižje in najvišje delovne temperature

• Viskoznost tekočine in toplotne lastnosti

• Zahteve za obraščanje in čiščenje

• Obratovalni in konstrukcijski tlaki

Hladilno sredstvo, ki je toplotno primerno, ni nujno kemično združljivo, kemično združljiva tekočina pa ne zagotavlja samodejno zahtevane zmogljivosti izmenjevalnika toplote.

Pred končno izbiro opreme je treba preveriti oba vidika.

11.1 Raziščite rešitve za spajkane ploščne izmenjevalnike toplote podjetja Aidear

Changzhou Aidear Refrigeration Technology Co., Ltd. dobavlja rešitve za spajkane ploščne toplotne izmenjevalnike za industrijsko hlajenje, HVAC, hlajenje in aplikacije za rekuperacijo toplote.

Odvisno od posebne zasnove izdelka in razpoložljivosti se lahko za različne delovne zahteve upoštevajo različne konfiguracije plošč in materialov za spajkanje.

Izbira ustreznega izmenjevalnika se začne s pregledom dejanskih lastnosti hladilne tekočine, pogojev delovanja, moči prenosa toplote in hidravličnih zahtev.

Raziščite spajkane ploščne toplotne izmenjevalnike Aidear za več informacij o razpoložljivih izdelkih.

Za aplikacije, ki zahtevajo dostopno čiščenje plošč ali drugačno konfiguracijo materiala, lahko raziščete tudi naše Tesnilni ploščni toplotni izmenjevalniki.

11.2 Zahtevajte ponudbo za spajkani ploščni toplotni izmenjevalnik po meri

Ali niste prepričani, ali je vaša hladilna tekočina združljiva z bakreno ali nikljevo spajkano ploščo toplotnega izmenjevalnika?

Z Aidearjem delite svoje ime tekočine, kemično sestavo, temperaturno območje, stopnje pretoka, toplotno moč in razpoložljive podatke o kakovosti vode.

Naša ekipa lahko pregleda vaše zahteve za aplikacijo in se pogovori o ustreznih možnostih izdelka, odvisno od preverjanja tehnične združljivosti in razpoložljivosti izdelka.

Zahtevajte ponudbo po meri – poiščite spajkani ploščni toplotni izmenjevalnik, primeren za vašo hladilno aplikacijo.