Τι είναι ένας σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας;

Ένας σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας (επίσης κοινώς αποκαλούμενος σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας) είναι ένας σωλήνας που αντέχει σε πίεση, ειδικά σχεδιασμένος για τη μεταφορά ενός από τα δύο ρευστά των οποίων η θερμική ενέργεια ανταλλάσσεται. Αυτοί οι σωλήνες αποτελούν τον πυρήνα των εναλλακτών θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνων, U-σωλήνων ή πλάκας και σωλήνων και πρέπει να συνδυάζουν εξαιρετική απόδοση μεταφοράς θερμότητας με μηχανική ανθεκτικότητα και αντοχή στη διάβρωση.

1. Βασική Λειτουργία

• Δίαυλος ρευστού: Μεταφέρει το ρευστό της “πλευράς του σωλήνα” (ζεστό ή κρύο), ενώ ένα εξωτερικό ρευστό ρέει γύρω από τους σωλήνες (“πλευρά του κελύφους”).

• Επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας: Λεπτά τοιχώματα και υλικό υψηλής θερμικής αγωγιμότητας μεγιστοποιούν τον ρυθμό ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ των δύο ρευστών.

2. Βασικά Χαρακτηριστικά Σχεδιασμού

• Πάχος τοιχώματος & διάμετρος

  • Λεπτά τοιχώματα (συχνά 1–5 mm) για ελαχιστοποίηση της θερμικής αντίστασης

  • Εύρος εξωτερικής διαμέτρου συνήθως από ⅜″ έως 2½″ (10 mm–60 mm), ανάλογα με το σχεδιασμό του εναλλάκτη

• Φινίρισμα επιφάνειας

  • Λείο εσωτερικό για μείωση της ρύπανσης και της πτώσης πίεσης

  • Μερικές φορές ενισχυμένο (π.χ., με πτερύγια ή κυματοειδές) για την ενίσχυση των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας

• Βαθμολογία πίεσης & θερμοκρασίας

  • Διαστάσεις για να αντέχουν σε υψηλές πιέσεις (έως και αρκετές εκατοντάδες bar) και θερμοκρασίες (–200 °C έως πάνω από 600 °C), όπως απαιτείται από τις συνθήκες της διεργασίας

• Αντοχή στη διάβρωση

  • Κρίσιμη όπου ένα ή και τα δύο ρευστά είναι επιθετικά (π.χ., θαλασσινό νερό, οξέα, αμίνες)

3. Κοινά Υλικά

4. Εφαρμοστέα Πρότυπα

• ASTM A179 / A192: Σωλήνες λέβητα από χάλυβα άνθρακα χωρίς ραφή

• ASTM A213 / A249 / A268: Σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα χωρίς ραφή/με πτερύγια για υπηρεσία υψηλής θερμοκρασίας

• EN 10216-2 / EN 10217: Ευρωπαϊκά πρότυπα για σωλήνες από χάλυβα χωρίς ραφή και συγκολλημένους

• ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section II & VIII: Προδιαγραφές υλικών και κανόνες σχεδιασμού

5. Τυπικές Εφαρμογές

• Παραγωγή ενέργειας: Συμπυκνωτές ατμού, οικονομητές λέβητα

• Πετρέλαιο & φυσικό αέριο: Ανάκτηση θερμότητας, προθέρμανση αργού πετρελαίου, ψύκτες αερίου

• Χημικά & πετροχημικά: Θέρμανση/ψύξη αντιδραστήρα, αναβραστήρες στήλης κλασμάτωσης

• HVAC & ψύξη: Ψύκτες, συμπυκνωτές, εξατμιστές

• Τρόφιμα & φάρμακα: Παστεριωτές, αποστειρωτές

•